Imagem: WHIP AROUND

Conectividade em nuvem, processamento rápido e sensores mais precisos são alguns dos atuais impulsionadores da evolução tecnológica em sistemas de controle de máquinas, que se valem de recursos como posicionamento georreferenciado, sensores de posição e movimento e informações topográficas para elevar a precisão, a qualidade e a produtividade de máquinas pesadas, além de integrarem escritório e plantas operacionais, permitindo atualizar e avaliar os projetos em tempo real.

Embora ainda seja difícil prescindir do operador, dentre as principais vertentes desse processo evolutivo destaca-se a possibilidade de autonomia das máquinas, indicando os caminhos futuros do setor, que já se desenha no horizonte.

As máquinas equipadas com sistemas da Trimble, por exemplo, já podem dispor de diversos recursos automatizados.

Um deles é um avançado sistema de controle de direção, que permite a compactadores e tratores de esteiras seguir automaticamente alinhamentos pré-determinados em projeto, sejam retos, curvos ou tridimensionais.

Outra evolução notável é capaz de automatizar o conjunto de braço, lança e caçamba de escavadeiras, completando os movimentos iniciados pelo operador, que pode inclusive usufruir de uma visualização aprimorada com auxílio de Realidade Aumentada (RA).

De acordo com Franco Brazilio Ramos, gerente de desenvolvimento de canais e alianças OEM da Trimble na América Latina, esse recurso permite que o operador acione o modo automático na última passada e, daí em diante, controle apenas a velocidade com que a lança puxa a caçamba.

Automatização complementa os movimentos iniciados pelo operador de escavadeiras: Imagem: TRIMBLE

“É o sistema que controla a posição exata da caçamba, mantendo os dentes de corte exatamente no limite do projeto”, explica Ramos.

Também é possível, ele destaca, colocar limites virtuais que disparam alarmes quando a máquina se aproxima de zonas a serem evitadas.

“Existem muitos níveis de autonomia que já podem ser implementados no dia a dia”, observa o gerente.

“O enfoque é passar gradualmente do controle totalmente manual para níveis crescentes de automação.”

CONTROLE

Diretor do segmento de construção pesada da Hexagon Geosystems na América Latina, Evandro Manffra também vê um movimento de autonomia crescente das máquinas, embora ainda considere o operador como uma peça fundamental no processo.

Em sua leitura, isso vale especialmente para projetos de infraestrutura, nos quais sistemas automáticos ou semiautomáticos possibilitam melhoria significativa na produtividade e na qualidade, fazendo com que um operador menos habilitado seja capaz de entregar o mesmo resultado de um operador altamente qualificado.

“A disseminação de novas tecnologias, como computadores e celulares, facilitou a adaptação a esses sistemas, embora os operadores ainda precisem de treinamento e acompanhamento”, relata Manffra.

Focada em mineração e construção pesada, a Hexagon disponibiliza sistemas para motoniveladoras, escavadeiras, tratores e pavimentadoras, entre outros equipamentos.

De acordo com o diretor, todavia, é no controle da qualidade que reside uma das principais vertentes de evolução desses produtos.

Disseminação de novas tecnologias facilitou a adaptação aos sistemas com foco no controle da qualidade. Imagem: LEICA/HEXAGON

“No caso de pavimentadoras, se antes apenas o nível da régua era controlado, hoje também se controla a direção da máquina e a largura da mesa”, descreve Manffra.

“E, na parte traseira, uma estação robótica mede continuamente a qualidade do que foi feito, comparando essa informação com os parâmetros do projeto e atualizando o sistema em tempo real.”

Outra frente que vem ganhando funcionalidades são as tecnologias de posicionamento, com novas constelações de satélites e sistemas de correção que reduzem a interferência de tempestades solares, fonte frequente de paralisação dos trabalhos por várias horas.

“Os sistemas já recebem modelos 3D em formatos universais, sem a necessidade de convertê-los em outro software”, comenta o profissional da Hexagon, detentora da marca Leica.

“Isso permite carregar o projeto diretamente em formatos como LandXML, específico para troca de dados topográficos e de engenharia.”

INTEGRAÇÃO

Nos últimos anos, os sistemas de controle e automação também registraram avanços em vertentes como robustez de sensores, velocidade de processamento e estabilidade operacional, observa Ronaldo Bernardi de Camargo, gerente de produto da Topcon Machine Control da Embratop.

Esse avanço, diz ele, permite realizar operações baseadas diretamente em projetos digitais, fundamentadas em recursos como navegação por satélite e sensores inerciais.

Os sistemas, assegura Camargo, “elevam significativamente a precisão e a produtividade da operação”.

Avanços da tecnologia viabilizam operações baseadas diretamente em projetos digitais. Imagem: TOPCON/EMBRATOP

Já a conectividade em nuvem, prossegue o especialista, torna possível atualizar remotamente os projetos, acompanhar a produtividade em tempo real e integrar as informações entre topografia, engenharia e operação de campo.

“A integração entre diferentes plataformas conecta máquinas, topografia, escritório de engenharia e gestão operacional em um único fluxo de informações”, destaca.

“Os sistemas deixaram de ser apenas ferramentas de apoio e passaram a assumir funções semiautônomas, como controle automático de lâmina, inclinação e profundidade de corte.”

Gerente geral da operação latino-americana da Moba – cujo principal foco está na tecnologia de pavimentação –, Patrícia Herrera recorre a um exemplo concreto para materializar a evolução dos sistemas de controle.

“Em 2016, quando chegamos ao Brasil, o nível de pavimentação das rodovias era muito ruim, com IRI (índice internacional de irregularidade) de até 3 m/km”, descreve.

“Mas, no ano passado, premiamos a BR-163 por obter um IRI de 0,58 m/km no trecho entre Sorriso e Sinop (ambas em Mato Grosso), comparável ao de rodovias alemãs.”

Esses sistemas, pondera a profissional, tornaram-se ainda mais importantes no contexto atual, no qual se torna cada vez mais trabalhoso atender aos elevados níveis de qualidade exigidos nos canteiros.

“Com nossa tecnologia, o operador pode trabalhar no modo automático, deixando o sistema responsável por mapear a superfície existente e suavizar o IRI”, ressalta Herrera.

Níveis crescentes de exigências em contratos impulsionam a tecnologia embarcada. Imagem: MOBA

QUANTIFICAÇÃO

Redução de custos, aumento da produtividade, incremento da qualidade. Esses são alguns dos benefícios proporcionados por esses produtos digitais.

Benefícios que, como garantem os especialistas, podem ser mensurados quantitativamente.

Especificamente em relação à produtividade, Manffra destaca que os sistemas da Hexagon permitem que uma jornada de pavimentação de concreto atinja até 1.000 m, muito acima da métrica anterior de produção, de 500 ou 600 m em média.

Já o tempo de preparação de uma cancha com motoniveladora para receber o pavimento pode cair de 4 a 5 h para cerca de 2 h.

“Há ainda ganhos de qualidade, algo que se reverte em economia”, acrescenta Manffra.

“No caso de pavimentação, um melhor espalhamento gera economia de 20% a 25% de material granular.”

A segurança também é beneficiada, prossegue o profissional da Hexagon, citando a possibilidade de se eliminar a figura do greidista ou do profissional que indica a profundidade de corte em obras de valas ou canais.

“Em média, nossos sistemas propiciam um ganho de produtividade de 30%, e algo similar na redução de custos”, dimensiona Manffra.

Por sua vez, Ramos afirma que, combinando os recursos operacionais com o fluxo de trabalho contínuo e interativo entre escritório e campo, os sistemas da Trimble podem reduzir pela metade o tempo e o custo de um projeto, em relação às metodologias convencionais.

“A tecnologia elimina a necessidade de estacas no chão e de equipes de topografia constantemente na frente de trabalho, reduzindo drasticamente o retrabalho ao permitir que a máquina atinja a cota já na primeira passada”, ele pondera.

Os estudos, ressalta o especialista, indicam ganhos relevantes.

Munidos de sistemas 3D automáticos, os operadores conseguem praticamente dobrar a produtividade e a precisão do trabalho com escavadeiras, com economia de insumos (pela aplicação milimétrica dos projetos) e ganhos logísticos (pelo fato de manterem a frente de trabalho livre de obstáculos como estacas e cabos).

“Eliminando os processos manuais e o deslocamento das equipes de topografia, a conexão em tempo real entre escritório e campo reduz em até 50% o tempo de entrega e o custo de execução”, complementa.

Na Embratop, Camargo avalia que os ganhos operacionais trazidos pelos sistemas de automatização podem ultrapassar a marca de 30%, dependendo da operação. Isso se deve, ele enumera, à redução de erros, menor necessidade de estaqueamento e maior velocidade de execução.

Padronização operacional, redução de erros e maior velocidade de execução caracterizam a automação de máquinas. imagem: TOPCON/EMBRATOP

“Outro benefício importante é a padronização operacional, pois a tecnologia reduz a diferença de desempenho entre operadores mais experientes e em desenvolvimento”, ressalta.

“Já na mineração há ganhos muito expressivos em quesitos como precisão, segurança operacional e controle de produção.”

PARCERIAS

Na indústria, já virou praxe as máquinas saírem de fábrica com ao menos preparação básica – como válvulas ou sistemas eletro-hidráulicos – que lhes permitam receber sistemas de controle e automação, observa Manffra.

A Hexagon, ele conta, mantém parcerias para a disponibilização de seus produtos por fabricantes de ponta como John Deere, Liebherr e Wirtgen.

“O cliente pode optar por comprar a máquina sem nenhuma preparação, com uma preparação básica ou já com o sistema embarcado”, detalha.

Assim, é possível instalar os sistemas em máquinas sem qualquer preparo prévio.

“Não há perda de garantia, mantendo os mesmos benefícios proporcionados pelas máquinas que já saem com o sistema embarcado da linha de produção”, ressalta Manffra.

“O uso desses sistemas vem crescendo muito no Brasil, inclusive por empresas que, após utilizarem pontualmente as soluções, passaram a empregá-las de maneira quase automática nos projetos seguintes.”

Na mesma linha, Camargo, da Embratop, também cita essa tendência como consolidada no país.

“Gradualmente, as tecnologias consideradas opcionais devem se tornar padrão, devido principalmente a necessidades como aumento de produtividade, redução de custos operacionais e maior eficiência nas obras e minas”, avalia o especialista da Topcon, que no exterior já conta com sistemas homologados por fabricantes como Komatsu e John Deere.

“Agora, estamos desenvolvendo esse tipo de parceria também no Brasil”, acrescenta.

Além da preparação de fábrica, Ramos acentua que os sistemas da Trimble podem ser instalados em máquinas de quaisquer marcas.

Tecnologia elimina a necessidade de estacas e equipes de topografia na frente de trabalho. Imagem: TRIMBLE

“Atuamos em conjunto com as principais montadoras do mundo e, embora diversos fabricantes estejam desenvolvendo seus próprios sistemas, grande parte desses recursos integrados de nivelamento que chegam ao mercado utiliza componentes eletrônicos, firmwares e sensores fornecidos pela marca”, reforça o gerente.

APLICAÇÃO

Já os sistemas da Moba, relata Herrera, saem embarcados de fábrica especialmente na linha de equipamentos pesados, como vibroacabadoras e compactadores, abrangendo diferentes fabricantes originais.

“No entanto, muitos fabricantes ainda entregam uma tecnologia mais simples, com funcionalidades limitadas”, ressalta.

Tecnologia busca atender necessidades como redução de custos operacionais e
maior eficiência. Imagem: NOTEBOOKLM, baseada em informações da GLOBALDATA

No Brasil, ela observa, já há uma boa disponibilidade de tecnologias para controle de máquinas, mas ainda se faz necessária uma evolução no sentido da aplicação.

“Para utilizar bem essas tecnologias é preciso uma gestão da mudança em toda a cadeia”, considera Herrera.

“Há casos de empresas que até têm a tecnologia embarcada, mas ainda não contam com gente qualificada para trabalhar com ela ou utilizam os sistemas para ampliar a produtividade e passam a ter gargalos no fornecimento de insumos.”

As escolas técnicas e universidades brasileiras, prossegue a especialista da Moba, não formam profissionais qualificados para trabalhar com tecnologia embarcada em equipamentos pesados.

Entretanto, isso deve mudar em breve, a julgar pelo crescente interesse nesses sistemas. “Muitas concessionárias de rodovias passaram a exigir tecnologias para a suavização do IRI de seus prestadores de serviços”, posiciona Herrera.

INTERFACE HOMEM-MNÁQUINA
Experiência do operador é prioridade na área

Sistemas se tornam cada vez mais simples, intuitivos e rápidos de operar. Imagem: TOPCON/EMBRATOP

Cada vez mais amigáveis, as interfaces acompanham a evolução dos sistemas de controle de máquinas.

Na Topcon, por exemplo, os sistemas dispõem de telas de toque de alta definição, visualização 3D em tempo real e comandos simples e rápidos.

“O operador consegue facilmente interpretar cortes, aterros, inclinações e limites de projeto diretamente na cabine da máquina, sem depender constantemente de apoio externo”, garante Camargo.

Segundo ele, os desenvolvedores colocam a experiência do operador entre suas prioridades, visando tornar os sistemas cada vez mais simples, intuitivos e rápidos de operar.

“Enquanto uma operação convencional demanda um operador experiente, o software requer apenas noções básicas de tratamento de materiais, para averiguar como distribuí-los na praça de trabalho”, ressalta o profissional da Embratop.

“Afinal, a operação em si já é praticamente automatizada.”

Na Trimble, os sistemas são “autoexplicativos”, diz Ramos, dispondo de recursos como interface Android, tela de toque, visualização 3D e gestos idênticos aos smartphones.

“As interfaces homem-máquina evoluíram significativamente, tornando-se mais intuitivas e colaborativas, o que resulta em rápida adaptação dos operadores”, analisa.

Nos sistemas da Moba, diz Herrera, as interfaces também buscam simplificar o uso, facilitando o aprendizado.

“No Brasil, ainda trazemos sistemas mais simples, mas lá fora contamos com produtos mais completos, com o projeto da obra embarcado na cabine”, destaca a gerente.

“Assim, o operador apenas conduz a máquina, pois o resto é feito automaticamente.”

Saiba mais:
Embratop: www.embratop.com.br
Hexagon: https://hexagon.com/pt/company/divisions/geosystems
Moba: https://moba-automation.com.br
Trimble: www.trimble.com/en