Imagem: Putzmeister

Poucos equipamentos acompanharam tão diretamente a transformação da construção quanto as bombas de concreto.

À medida que os edifícios ganharam altura, as obras urbanas passaram a ocupar espaços cada vez mais restritos e os cronogramas ficaram mais apertados, aumentando as exigências impostas aos sistemas de bombeamento.

Com isso, o que antes consistia em transportar material até o ponto de aplicação transformou-se em uma operação altamente técnica, que envolve engenharia estrutural, hidráulica, eletrônica embarcada e rigoroso controle operacional.

Atualmente, as concretagens de grande porte exigem volumes elevados em intervalos cada vez menores, muitas vezes em locais onde o acesso é limitado ou a distribuição convencional por tubulações é inviável.

Em paralelo, cresce a preocupação com segurança operacional, redução de emissões, disponibilidade mecânica e produtividade, fatores que vêm impulsionando a evolução tecnológica tanto de modelos equipados com lança quanto autobombas estacionárias.

Essa transformação pode ser observada já na configuração.

Se há pouco mais de uma década predominavam bombas-lança de 28 ou 32 m, com capacidades próximas a 70 a 90 m³/h, atualmente já são comuns equipamentos acima de 40 m, capazes de bombear entre 160 e 200 m³/h, atendendo obras cada vez mais exigentes em termos de alcance e velocidade de concretagem.

Segundo Rodrigo Satiro, gerente nacional de vendas da Putzmeister, essa evolução não ocorreu por acaso, pois acompanha a transformação das obras e a necessidade de transportar maiores volumes de concreto em distâncias cada vez mais longas.

“Os grandes centros passaram a exigir maiores volumes e distâncias”, ele comenta, destacando que as máquinas precisaram seguir essa realidade.

“Hoje, os equipamentos são mais robustos, com maior capacidade de entrega e fortemente apoiados em sistemas eletrônicos, que facilitam tanto a operação quanto a manutenção”, conjectura.

Evolução acompanha a necessidade de maiores volumes de concreto em distâncias cada vez mais longas. Foto: Putzmeister

Além do aumento de capacidade, as bombas também passaram por uma transformação mais silenciosa, porém decisiva. Inicialmente incorporada para atender às normas de emissões, a eletrônica tornou-se parte essencial dos equipamentos.

Sensores, módulos eletrônicos, computadores de bordo e controles remotos inteligentes passaram a monitorar praticamente todos os parâmetros da operação, reduzindo falhas, aumentando a segurança e simplificando diagnósticos de manutenção.

Esse processo também alcançou as autobombas sem lança.

De acordo com Satiro, os antigos motores estacionários utilizados para acionar o sistema hidráulico praticamente desapareceram, substituídos por tomadas de força acopladas diretamente ao câmbio do veículo.

“Essa mudança eliminou o segundo motor diesel, reduziu emissões, diminuiu o ruído e simplificou significativamente a manutenção”, diz.

ALCANCE

Poucas operações ilustram tão bem essa evolução tecnológica como o bombeamento em edifícios de grande altura. Embora sejam mais visíveis, as bombas-lança não são necessariamente as responsáveis pelas maiores alturas de bombeamento.

Sua principal função é distribuir o material com rapidez e precisão sobre a área de concretagem, reduzindo a necessidade de montagem de extensas linhas de tubulação e facilitando a operação em fundações, pisos industriais e estruturas horizontais.

Com o avanço tecnológico, os fabricantes têm conseguido aumentar o comprimento da lança sem elevar significativamente o peso total do caminhão.

Na percepção de Ronildo Donizete, gerente de vendas da Zoomlion, isso é possível graças à combinação de projetos estruturais otimizados, com o emprego de materiais de elevada resistência, processos modernos de fabricação e simulações computacionais, que eliminam o excesso de material em regiões de menor tensão estrutural.

“O uso de fibra de carbono representa um avanço tecnológico ao permitir reduções significativas de peso quando comparado às estruturas convencionais em aço, favorecendo lanças maiores com menor impacto sobre o conjunto”, diz.

Uso de fibra de carbono permite reduções significativas de peso do conjunto. Foto: Zoomlion

A partir do ponto em que os edifícios ultrapassam o alcance da lança, outra solução entra em cena: o concreto passa a ser impulsionado por autobombas estacionárias ou bombas rebocáveis, através de tubulações rígidas instaladas na própria estrutura da edificação.

No topo, um equipamento conhecido como “placing boom” – um braço distribuidor independente – recebe o concreto bombeado desde o solo e realiza a distribuição sobre a laje.

De acordo com Satiro, a tecnologia já atua nas maiores obras do mundo.

A própria Putzmeister participou de projetos emblemáticos no Emirados, na China e nos Estados Unidos, fornecendo atualmente equipamentos para a construção da Jeddah Tower, na Arábia Saudita, que deve ultrapassar 1 km de altura quando concluída.

“Nesses empreendimentos, o desafio muda completamente”, observa.

“As tubulações passam a fazer parte da estrutura do edifício e o sistema precisa trabalhar com pressões extremamente elevadas para vencer a coluna de concreto.”

De fato, pressão e vazão representam características bastante distintas, embora muitas vezes sejam tratadas como sinônimos.

Afinal, equipamentos desenvolvidos para grandes alturas precisam gerar pressões elevadas para vencer a resistência provocada pelo peso do material dentro da tubulação.

Essa condição exige sistemas hidráulicos extremamente robustos, bombas de alto desempenho e componentes capazes de suportar grandes esforços mecânicos, embora nem sempre apresentem as maiores vazões.

Nesse aspecto, o especialista avalia que o crescimento das edificações alterou a forma de selecionar os equipamentos.

“Se antes predominavam bombas-lança de menor porte, hoje os centros urbanos concentram máquinas de 36, 42, 47 e até mais de 60 m, capazes de atender obras cada vez mais verticalizadas sem comprometer a produtividade ou a segurança”, reforça.

Conhecido como placing boom, braço independente recebe e distribui o concreto sobre a laje. Foto: Putzmeister

A gerente comercial do Grupo Convicta, Suelen Prudente, concorda que essa relação influencia diretamente a escolha da bomba.

Enquanto equipamentos de elevada vazão e menor altura atendem concretagens de fundações, radiers, estacas e alicerces, bombas de baixa vazão e alta pressão são aplicadas na concretagem de construções e edifícios de grande porte.

Antes de selecionar a bomba, ela recomenda, é fundamental compreender o perfil das obras e a demanda na região de atuação.

“Bombear concreto para grandes altitudes exige muita energia do sistema hidráulico e grande esforço mecânico no bombeamento”, acentua.

“Em muitas aplicações, equipamentos com vazões de 50 a 70 m³/h representam uma solução equilibrada para iniciar as operações.”

SUBTERRÂNEOS

À primeira vista, pode parecer que o maior desafio técnico no bombeamento seja vencer alturas elevadas.

No entanto, algumas aplicações exigem soluções ainda mais complexas, especialmente quando o concreto precisa ser conduzido para níveis inferiores ao ponto onde a bomba está posicionada.

Obras de metrô, estações subterrâneas, galerias técnicas e fundações profundas ilustram essa situação.

Nesses casos, a simples ação da gravidade pode comprometer a homogeneidade do concreto durante o percurso pela tubulação, favorecendo a segregação dos agregados, alterações na consistência da mistura e até mesmo obstruções na linha de bombeamento.

Relação de pressão e vazão influencia diretamente a escolha da bomba. Foto: Convicta

Na visão de Satiro, esse tipo de aplicação exige projetos hidráulicos específicos, principalmente na configuração da tubulação. “Existe toda uma técnica de sifonamento e de montagem da linha para evitar a desagregação do concreto”, delineia.

“Além de perder qualidade, o material pode provocar entupimentos extremamente difíceis de eliminar se essa linha não for corretamente projetada.”

A preocupação torna-se ainda maior porque, diferentemente de outros fluidos industriais, o concreto possui vida útil extremamente limitada.

Desde a produção até a aplicação, a janela é relativamente curta para transporte, bombeamento e lançamento – e qualquer interrupção prolongada pode comprometer a operação.

Esse comportamento explica por que o planejamento envolve muito mais do que simplesmente posicionar a bomba.

Vazão, pressão, diâmetro da tubulação, distância horizontal, altura, temperatura ambiente e mesmo o traço precisam trabalhar em equilíbrio para garantir um fluxo contínuo e preservar as características do material até o destino.

Outro aspecto que também evoluiu foi o sistema de articulação das lanças. A Putzmeister foi uma das pioneiras na adoção da configuração em “Z” ou “RZ”, que substitui os antigos sistemas de abertura linear utilizados em parte do mercado.

Segundo Satiro, essa geometria facilita significativamente o trabalho em locais confinados, permitindo operar em galpões industriais, áreas cobertas e espaços onde seria impossível abrir totalmente um braço convencional.

“A configuração em Z funciona como uma sanfona”, compara.

“O operador consegue trabalhar inclusive à frente da cabine do caminhão e distribuir concreto em ambientes com pé-direito reduzido, algo difícil de se obter com os sistemas tradicionais.”

Pesquisas atuais concentram-se no desenvolvimento de ligas especiais, tubulações de parede dupla e componentes com tratamento térmico. Foto: Putzmeister

Já a Zoomlion incorporou tecnologias patenteadas como o Boom Intelligent Damping System, sistema inteligente de amortecimento ativo da lança que utiliza sensores e controle hidráulico para reduzir automaticamente as oscilações.

Na percepção de Donizete, o resultado tem possibilitado “mais estabilidade, precisão no posicionamento da lança e aumento da segurança”.

Segundo ele, a evolução dos softwares de engenharia estrutural, aliada à utilização de elementos finitos (FEA) e simulações dinâmicas, permitiu otimizar a distribuição das tensões ao longo da lança.

Com isso, tornou-se possível projetar estruturas mais leves e, ao mesmo tempo, mais resistentes e seguras.

“Essa evolução é complementada pelo sistema patenteado de amortecimento inteligente da lança, que monitora continuamente os movimentos durante a operação e reduz automaticamente as vibrações estruturais”, acrescenta.

“Além disso, sistemas inteligentes de bombeamento e gerenciamento eletrônico da potência do motor vêm proporcionando maior produtividade, menor consumo de combustível e redução dos custos de manutenção.”

ELETRÔNICA

Enquanto a evolução estrutural tornou as bombas maiores, a eletrônica mudou profundamente a forma de operá-las.

Os antigos controles por cabo deram lugar a controles remotos dotados de joysticks proporcionais, computadores de bordo e telas capazes de fornecer em tempo real praticamente todas as informações relevantes sobre o equipamento.

“Os operadores mais jovens já chegam ao mercado bastante familiarizados com esse tipo de comando”, afirma Satiro, atribuindo essa facilidade ao videogame.

“Praticamente toda a operação acontece por meio de controle remoto, com muito mais precisão e segurança.”

A evolução também ampliou significativamente os recursos de segurança. Sensores monitoram continuamente o patolamento da máquina, verificam eventuais inclinações do terreno e limitam automaticamente o raio de trabalho da lança em condições críticas.

Em modelos mais recentes, os sistemas eletrônicos permitem inclusive operar com estabilizadores parcialmente abertos. Nesse caso, o computador calcula automaticamente a área de movimentação da lança e impede que o operador execute movimentos capazes de comprometer a estabilidade.

Contudo, se reduziu falhas operacionais, a eletrônica não alterou uma característica inerente ao bombeamento: o concreto continua sendo um dos materiais mais agressivos para os componentes da máquina.

Tubulações, curvas, tubo “S”, placa-óculos, anel de corte, pistões, agitadores e cilindros trabalham continuamente sob ação de um material altamente abrasivo, exigindo materiais cada vez mais resistentes.

Donizete, da Zoomlion, acentua que os componentes sujeitos a maior desgaste continuam sendo placa de desgaste, anel de corte, pistões, cilindros de transporte, tubulações, curvas e mangotes.

“Para ampliar sua vida útil, utilizamos ligas metálicas especiais de elevada dureza, tratamentos térmicos, revestimentos resistentes à abrasão e projetos que facilitam inspeções e manutenções preventivas”, diz.

Componentes sujeitos a maior desgaste incluem placa, anel de corte, pistões, cilindros, tubulações, curvas e mangotes. Foto: Zoomlion

De acordo com ele, os sistemas eletrônicos permitem monitorar a operação, contribuindo para reduzir desgastes prematuros aumentar a eficiência e a produtividade, com menos tempo em paradas para manutenções.

Ao mesmo tempo, recursos como sistemas automáticos de lubrificação e monitoramento eletrônico da manutenção ajudam a reduzir significativamente o desgaste prematuro, acentuam os especialistas.

“A máquina informa o momento correto para substituir filtros, realizar inspeções e executar as manutenções programadas”, acentua o gerente de vendas da Zoomlion.

AUTOMATIZAÇÃO
Próxima transformação será ainda mais profunda, diz especialista

Equipamento robotizado de impressão 3D em concreto é capaz de construir paredes estruturais diretamente no canteiro de obras. Foto: Putzmeister

Embora sensores, telemetria e controles eletrônicos tenham revolucionado o segmento nos últimos anos, Satiro acredita que a próxima transformação será ainda mais profunda.

Na sua avaliação, a crescente dificuldade de encontrar operadores qualificados deve “acelerar o desenvolvimento de equipamentos cada vez mais automatizados, capazes de executar parte das operações de forma praticamente autônoma”.

Esse futuro, aliás, já começou a tomar forma na própria Putzmeister.

Uma das iniciativas mais avançadas da empresa é o projeto “Karlos” – em homenagem ao pioneiro Karl Schlecht –, um equipamento robotizado de impressão 3D em concreto desenvolvido para construir paredes estruturais diretamente no canteiro de obras.

Embora ainda não disponível comercialmente, a tecnologia já foi utilizada em empreendimentos experimentais na Europa e nos EUA, demonstrando como automação, robótica e bombeamento tendem a caminhar cada vez mais integrados.

Diferentemente das impressoras tridimensionais convencionais, que utilizam materiais cimentícios especiais, a Karl trabalha com concreto bombeado.

“O projeto arquitetônico é carregado no sistema eletrônico, o operador define apenas o ponto inicial de referência e toda a movimentação do braço passa a ocorrer automaticamente, depositando sucessivas camadas de concreto até formar paredes completas, incluindo vãos para portas e janelas”, explica.

LANÇAMENTO
Nova autobomba traz sistema sem lança

A Schwing Stetter reforça a atuação com o modelo SPL 2000, uma autobomba montada sobre caminhão que se destaca por um exclusivo sistema de bombeamento sem lança.

“Essa característica proporciona maior flexibilidade operacional, especialmente em obras com restrições de espaço ou geometrias complexas, com excelente retorno financeiro”, ressalta Ralf Mota, gerente comercial da empresa.

Com rendimento máximo de 50 m³/h (lado pistão) e 90 m³/h (lado haste), o equipamento opera por meio da conexão de tubulações metálicas e mangotes de borracha, que podem ser fixados nas estruturas das edificações, permitindo o bombeamento vertical.

“Geralmente, essa configuração é utilizada em construções de múltiplos pavimentos, onde o acesso direto com braços articulados é limitado ou inviável”, observa.

A nova autobomba SPL 2000 traz sistema exclusivo de bombeamento sem lança. Foto: Schwing-Stetter

TECNOLOGIA
Cifa lança sistema de monitoramento remoto de frotas na Europa

Segundo a empresa, o sistema de monitoramento remoto Vista coleta e apresenta informações operacionais em uma interface que permite visualizar a posição por GPS, o volume de concreto bombeado em metros cúbicos, além de horas de trabalho, consumo de combustível e distância percorrida em quilômetros.

Por meio de uma unidade de controle instalada no painel elétrico da máquina, o dispositivo conecta-se ao barramento Can-Bus e transmite dados para um portal por meio de cartão SIM integrado.

Outro diferencial é o recurso GeoLeash, que atua como ferramenta antifurto.

Conectado ao barramento Can-Bus, Sistema Vista transmitedados para um portal por meio de cartão SIM integrado. Foto: Cifa

“O usuário define uma distância limite de deslocamento e, caso a máquina ultrapasse a marca, o sistema envia automaticamente um e-mail de alerta para o gestor”, explica a empresa, destacando que o Vista também emite mensagens de diagnóstico e notificações sobre o status do equipamento.

“Cada revendedor tem acesso aos dados das máquinas de seus clientes para que possa ser programada a manutenção preventiva”, completa.

Saiba mais:
Cifa: www.cifa.com
Convicta: www.convicta.com.br
Putzmeister: http://putzmeister.com/pt
Schwing-Stetter: www.schwingstetter.com.br
Zoomlion: www.zoomlion.com.br