Otimizando a perfuração e as fundações: como máquinas atualizadas prometem maior eficiência

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A tecnologia está tornando os equipamentos de perfuração e fundação mais sustentáveis e fáceis de operar do que nunca. Andy Brown se aprofunda nos detalhes.

Equipamentos Bauer estão funcionando no Grand Paris Express na França Equipamentos Bauer estão funcionando no Grand Paris Express na França (Foto: Bauer)

A demanda por equipamentos de perfuração e fundação é específica e semelhante quando comparada a outros equipamentos de construção.

Específico, por causa da tarefa � perfurar o solo é muito diferente de movimentar terras � mas é ainda mais específico quando você considera os muitos fatores e variáveis que afetam o trabalho. Por exemplo, uma grande variação nos tipos de solo afeta a estabilidade do solo e, portanto, o trabalho, e sempre há a chance de se deparar com anomalias geológicas inesperadas, como camadas de rocha dura, vazios ou até mesmo água subterrânea que podem interromper as operações e também danificar o equipamento.

Os desafios que este setor tem em comum com outros na construção são lidar com regulamentações diferentes, maiores pressões de sustentabilidade, encontrar mão de obra qualificada para operar os equipamentos e incorporar maiores avanços tecnológicos.

O setor está crescendo à medida que a demanda global por infraestrutura e a necessidade de modernização da infraestrutura se expandem � ambas exigem equipamentos de perfuração e fundação para tarefas como escavações profundas, cravação de estacas, reparos de fundações e muito mais.

Demanda por novos equipamentos

Outro fator de crescimento foi o reconhecimento da necessidade de que os trabalhos de perfuração e fundação sejam realizados de forma mais sustentável e avançada por países ao redor do mundo, o que impulsionou a adoção de novos equipamentos.

Essa visão é apoiada por um relatório da Business Research Insights que estima que o mercado global de equipamentos de perfuração e fundação teve um valor de US$ 4,5 bilhões em 2023 e atingirá US$ 7,5 bilhões até 2032.

Um player líder neste segmento é a Epiroc, sediada na Suécia, e o OEM lançou recentemente seu PowerROC T35 atualizado. Falando à International Construction, Masanori Kogushi, gerente sênior de produtos da Epiroc, disse que o novo modelo satisfaz a crescente demanda dos clientes por menores custos de operação, maior eficiência de combustível e facilidade de operação.

“Há até 40% menos consumo de combustível devido ao controle automático de velocidade do motor por detecção de carga e um modo de economia de combustível [habilitado] pela seleção da velocidade máxima do motor para perfuração. Para uma operação fácil e intuitiva, dois controles elétricos de alavanca de um toque tornam a troca de haste e a perfuração muito mais fáceis e rápidas�, ele diz.

“Um display touchscreen e botões de 12 polegadas para monitoramento do sistema apresenta status operacional como solução de problemas, requisitos de manutenção, inclinação do equipamento e parâmetros de perfuração. Melhor custo total de propriedade é alcançado por meio de um menor custo de manutenção, volume de óleo hidráulico reduzido em 50% e intervalo de serviço duas vezes maior.�

Trabalhos de construção de um túnel Equipamentos de perfuração e fundações desempenham um papel fundamental no projeto Grand Paris Express (Foto: AdobeStock)

Quando se trata de sustentabilidade, ele diz: “Sim, menor consumo de combustível é exigido e faz parte das metas dos nossos clientes�.

Tommi Lehtonen, CEO do Grupo Junttan, concorda que a sustentabilidade é sempre importante. O CEO da empresa, que lançou recentemente uma nova sonda de perfuração DR5 � mais sobre isso depois � diz: “A sustentabilidade é importante para todos. Nós nos concentramos na eficiência energética ideal, ou seja, baixo consumo de combustível e minimização do consumo de material. O DR5 é 20 toneladas mais leve do que nosso modelo similar anterior e a maioria da concorrência e, portanto, economizamos 20 toneladas de aço, o que tem um grande impacto nas emissões de CO2. A plataforma DR5 também foi projetada para suportar linhas de energia elétricas a bateria para permitir versões locais sem CO2 no futuro.�

Tecnologia em primeiro plano

A tecnologia anda de mãos dadas com a sustentabilidade, pois leva ao aumento da eficiência, e quanto mais eficiente um projeto, mais sustentável ele é. A gigante da tecnologia Trimble anunciou recentemente a disponibilidade de uma opção de fábrica Trimble Ready para novos acessórios de perfuração e estaqueamento Mincon.

Isso significa que os acessórios de mastro de perfuração Mincon para minicarregadeiras e escavadeiras agora têm uma opção para a instalação do sistema de controle de máquina Trimble Groundworks, o que pode reduzir significativamente o custo e a complexidade da instalação para o contratante.

O acessório autocontido é projetado para que possa ser conectado ao braço de uma variedade de escavadeiras. Os operadores têm a opção de alugar uma máquina perto de um local de projeto e ter o acessório enviado separadamente, o que ajuda a reduzir o custo.

Quando se trata de economia de eficiência, Jonathan White, gerente de produtos da Civil Construction Field Solutions, revela: “Nossos clientes relataram até 75% de economia de mão de obra em comparação aos métodos tradicionais. Além disso, os clientes experimentaram até 95% de precisão de postes e 2% menos desalinhamento de estacas marteladas.�

Quando se trata de tecnologia, White acrescenta que “a aceitação do mercado está aumentando e esperamos que isso continue, pois o retorno sobre o investimento agora está bem documentado�.

Outra forma de tecnologia sendo usada neste setor é como o equipamento é alimentado. A nova máquina transportadora da Liebherr para construção de paredes de lama, a LBX 600, está disponível em versões convencionais e alimentadas por bateria, a LBX 600 unplugged.

Ambas as versões têm dados de desempenho idênticos, mas a versão desligada tem zero emissões e é extremamente silenciosa.

Liebherr LBX 600 Liebherr LBX 600 (Foto: Liebherr)

O LBX 600 pode ser equipado com garras mecânicas ou hidráulicas. O sistema de lança modular permite três versões diferentes da máquina e um alto grau de flexibilidade. A versão padrão da máquina tem uma altura total de 17,8 m.

Grandes projetos

Equipamentos de perfuração e fundação estão sendo usados em projetos grandes e pequenos ao redor do mundo, com um dos maiores projetos sendo o Grand Paris Express na França. Parte deste projeto é a Linha 15 do metrô de Paris, que tem 75 km de extensão e está atualmente em construção � quando concluída, atenderá 36 estações.

Paredes diafragma de até 80 m de profundidade são necessárias para a construção das futuras estações de metrô, o sistema de ventilação, saídas de emergência e poços de partida e chegada para a máquina de perfuração de túneis. Tudo isso está acontecendo no meio de uma das metrópoles mais vibrantes da Europa.

Desde dezembro de 2024, a empresa Botte Fondations vem usando um sistema de corte Bauer no projeto que nunca foi visto antes: o pacote de energia BCS 185. A base é o Sistema de Corte Bauer BCS 185, que foi especialmente otimizado para cortar até 90 m abaixo do nível do solo. O sistema de tambor de mangueira giratório permite que o cortador seja torcido continuamente dentro de uma faixa de -50 a +95 graus em relação à sua posição normal, permitindo que ele alcance qualquer canto do poço de escavação.

Um gerador a diesel ou elétrico pode ser usado para operação. Isso permite que o sistema seja adaptado de forma ideal a diferentes condições de projeto. Usar o gerador elétrico reduz significativamente o nível de ruído, permitindo que o trabalho seja realizado mesmo em áreas sensíveis a ruído.

Outro produto interessante é a perfuratriz direcional horizontal D24 de 110 kN da Vermeer, que é alimentada por um motor Cat 3.6L Tier 4F/Estágio V de 100 hp (74,6 kW). A perfuratriz deste tamanho é uma das máquinas mais populares para instalação de fibra no mundo todo e foi projetada para atender às necessidades de contratantes que trabalham em países que exigem motores Tier 4F/Estágio V.

Bruxa do Fosso JT21 O JT21 é um substituto atualizado para o JT20 (Foto: Ditch Witch)

De acordo com Clint Recker, gerente de produtos para equipamentos HDD utilitários na Vermeer, o sistema de troca automática de hastes (ARE) do D24 significa que um único toque de botão conclui toda a sequência de troca de hastes e elimina até 19 etapas manuais, agilizando as operações.

A máquina possui um sistema de diagnóstico de bordo, acessível por meio do display touchscreen, fornecendo informações sobre quaisquer problemas e orientação passo a passo para solução de problemas. Isso traz recursos antes disponíveis apenas para técnicos de revendedores para operadores em campo.

Recker diz que isso economizará tempo e dinheiro dos contratados. “O sistema de diagnóstico de bordo é sobre solução de problemas eficiente. Atualmente, se surgir um problema com nosso equipamento S3, um técnico do revendedor deve visitar o local com um laptop para conectar a ferramenta de serviço e diagnosticar o problema. Com nossa plataforma de última geração, a ferramenta de diagnóstico é integrada à tela sensível ao toque da máquina�, ele comenta.

Quando perguntado se a sustentabilidade é cada vez mais importante para os clientes, a resposta de Recker é inequívoca.

“Sim, muitos dos nossos clientes estão focados na sustentabilidade, que sempre foi uma consideração fundamental no desenvolvimento de nossos equipamentos. O que constitui sustentabilidade varia de acordo com a região, frequentemente influenciado por leis e regulamentações locais�, ele diz.

“Nossa equipe trabalha para fazer com que nossos equipamentos atendam a esses requisitos, desde as emissões do motor até os níveis de ruído operacional. Também fabricamos sistemas especializados de recuperação de fluidos HDD para reduzir a quantidade de água doce necessária para fluidos de perfuração em projetos HDD.�

Pequena parte, grande impacto

Os compressores são cruciais quando se trata de perfuração � dependendo da profundidade, do solo e de outras condições, diferentes potências são necessárias e, portanto, diferentes requisitos de ar.

A Atlas Copco afirma que seu novo compressor móvel X-Air+ 1200-40 estabelece novos padrões em aplicações de perfuração profunda, concluindo o trabalho pelo menos 10% mais rápido e sendo mais econômico em termos de combustível.

O X-Air+ 1200-40 supera o compressor de perfuração carro-chefe anterior da Atlas Copco, o Y35. De acordo com a empresa, o modelo tem 15% mais pressão e um aumento de 20% na velocidade de perfuração em comparação ao Y35. Ele apresenta um novo elemento de alta pressão � para suportar até mesmo as mais difíceis condições operacionais � e é protegido por software patenteado.

Conforme mencionado anteriormente, a Junttan lançou a nova série Evolution, começando com o equipamento de perfuração DR5. Dizem que essa nova série representa o investimento mais significativo na história da Junttan.

O equipamento de perfuração DR5 possui tecnologia projetada para aplicações FDP (Full Displacement Piling) e CFA (Continuous Flight Auger).

“A série Evolution foi projetada com um forte foco nas necessidades do cliente, garantindo que sua tecnologia avançada e recursos inovadores abordem diretamente os desafios que nossos clientes enfrentam�, disse Tommi Lehtonen, CEO do Grupo Junttan.

Máquina Cat trabalhando com soluções Trimble A Trimble se uniu à Mincon (Foto: Trimble)

A tecnologia está sendo cada vez mais integrada a esse segmento de equipamentos. White, da Trimble, diz que seu Groundworks Machine Control System, que funciona com acessórios de perfuração e estaqueamento Mincon, está sendo usado com frequência na construção de fazendas solares, embora ele faça a observação de que "aumento de eficiências também é experimentado em projetos de perfuração".

Kogushi, da Epiroc, expande essa ideia de tecnologia que leva a maiores eficiências, dizendo que, com um recurso de controle assistido, "isso é um facilitador para que todos se tornem operadores qualificados". A tecnologia para ajudar a qualificar os operadores levará esse setor a se aprofundar ainda mais em busca de maior produtividade.

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