A primeira escavadeira sobre esteiras foi uma modificação do modelo G20 sobre trilhos, da Menck

No século XIX, a revolução industrial trouxe uma nova visão do papel das pessoas e valorizou os aspectos relacionados à qualificação da mão de obra, causando elevação dos salários e melhorias no regime de trabalho, que obrigaram as empresas a desenvolver maneiras de usar equipes menores e mais qualificadas.

No final da Primeira Guerra Mundial, a indústria europeia de equipamentos de construção e mineração havia sofrido uma paralisação total, pois todo o trabalho fora dirigido para equipamentos militares. Na Alemanha, o final da guerra trouxe inflação e desemprego.

A necessidade de construção, contudo, levou a um significativo aumento de empresas construtoras, que utilizavam equipamentos e processos muito mais eficientes.

MOTOR DIESEL

Os motores diesel foram uma das alavancas dessa evolução. Afinal, os motores a vapor demandavam preaquecimento e estocagem de uma grande quantidade de água e carvão (uma escavadeira de 30 ton consumia 400 litros de água e 60 kg de carvão por hora).

O aparecimento dos propulsores movidos a diesel trouxe uma redução considerável das equipes de apoio, responsáveis pelo corte e transporte de lenha, alimentação das caldeiras e transporte de água para geração de vapor.

Alimentados por derivados de petróleo usados na indústria, os motores passaram a ser aplicados inicialmente em escavadeiras. Em 1928, a Ruston apresentou soluções envolvendo motores de combustão interna, “normalmente chamados de motores diesel nos Estados Unidos”.

E ressaltava que o óleo diesel, apesar de ser uma solução mais cara e complicada, era a opção que trazia melhor desempenho e, ainda, a mais econômica.

Segundo um catálogo da Menck de 1924, as principais vantagens dos motores diesel sobre os modelos a vapor incluíam “disponibilidade imediata para trabalho, sem necessidade de preaquecimento, com uso de mais carvão e água, além de possibilidade de transporte de combustível e água de refrigeração na própria máquina, reduzindo as necessidades de estocagem”.

Por outro lado, a potência de saída era mais baixa e, devido à velocidade constante, a flexibilidade de utilização era menor que a das máquinas a vapor.

Em 1920, todavia, a Marion Steam Shovel e a GE desenvolveram um sistema especial de controle de velocidade que permitia que os motores diesel tivessem a mesma flexibilidade de operação que os modelos a vapor. Esse sistema foi chamado de Ward-Leonard, que receberia reconhecimento mundial durante as décadas seguintes.

POPULARIZAÇÃO

O aparecimento de equipamentos sobre esteiras também reduziu significativamente os contingentes necessários para instalação de trilhos, sendo que muitos equipamentos rebocados passaram a ser autopropelidos para eliminar a necessidade de um segundo operador.

Na década de 1920, máquinas com motor diesel como a Erie Steam
Shovel mudaram por completo os processos de construção

Produzida na Alemanha para fins civis, a primeira escavadeira sobre esteiras foi uma modificação do modelo G20 sobre trilhos, da Menck. A alteração da infraestrutura para esteiras trouxe uma redução significativa das equipes, que geralmente envolviam de 15 a 20 pessoas trabalhando na instalação de trilhos e dormentes para que a máquina se locomovesse.

As esteiras, contudo, ainda tinham sérios problemas. As curvas eram feitas através de alavancas acionadas na infraestrutura, o que por vezes acarretava atropelamentos dos membros da equipe. Além disso, curvas próximas de 90o tinham de ser feitas calçando-se uma das esteiras com blocos de madeira, uma operação de alto risco.

Nos Estados Unidos, as escavadeiras menores passaram a executar um sem-número de serviços antes inviáveis devido ao tamanho das máquinas a vapor. Em uma escavação realizada na Alemanha em 1922, registrou-se que, “devido ao pequeno espaço do canteiro, de 125 x 50 m, somente uma escavadeira podia ser usada”.

As máquinas menores com motor diesel ou a gasolina e capacidades até 0,35 m³ mudaram por completo os processos de construção. Uma das pioneiras em máquinas desse porte foi a Erie Steam Shovel.

Milhares de máquinas B-2 a vapor e, posteriormente, GA-2 a gasolina tinham um compressor que alimentava motores pneumáticos, tornando a máquina muito mais versátil que as similares a vapor. Em 1927, a empresa se fundiu com a Bucyrus, formando a Bucyrus-Erie e aumentando a faixa de oferta de modelos.

Naquela altura, o fim estava chegando para as máquinas a vapor e sobre trilhos. A Marion produziu sua última unidade em 1929, enquanto a O&K lançou o “Patent Steam Face Shovel Type 4”, que utilizava quatro rolos de aço com acionamento independente para tração, mas que teve vida curta.

Muitos fabricantes tornaram-se conhecidos mundialmente, enquanto outros não duraram muito tempo: American, Austin, Brown Hoisting, Bucyrus, Erie, Harnischfeger, Insley, Keystone, Koehring, Link-Belt, Manitowoc, Moore, Northwest, Ohio/Lima, Russell e Thew, dentre outros, são alguns exemplos.

Na época em que as esteiras ainda eram pouco usadas, um jovem engenheiro chamado Oscar Martinson desenvolveu um sistema de locomoção para máquinas de grande porte, utilizando plataformas montadas na superestrutura de cada lado da máquina, cujo movimento excêntrico permitia que a máquina “andasse” para a frente ou para trás.

Esse sistema recebeu o nome de “walking dragline”, sendo usado até hoje em máquinas de grande capacidade, como alternativa aos quatro conjuntos independentes de esteiras.

O sistema Ward Leonard

O sistema Ward Leonard trouxe vantagens como controle mais
suave de velocidade, embora incidisse em maior custo, tamanho e peso

Criado inicialmente por Henry Ward Leonard em 1891, o sistema para controle de velocidade de motores de corrente contínua utilizava um motor CC que aplica uma tensão variável através de sua armadura.

Essa tensão variável era obtida através de um conjunto moto-gerador. Anteriormente, o controle de velocidade de motores elétricos era feito através de um reostato intercalado no circuito do induzido do motor, através do qual se variava a tensão aplicada e, dessa forma, a velocidade.

Porém, isso gerava grande desperdício de energia e instabilidade na velocidade de saída.

As principais vantagens desse sistema são controle de velocidade muito mais suave em uma faixa bastante ampla, possibilidade de controle da velocidade em ambos os sentidos, possibilidade de aceleração uniforme do motor e excelente regulação da velocidade.

As desvantagens decorrem da necessidade do conjunto moto-gerador, incluindo custo, tamanho e peso maiores (devido aos equipamentos extras), além de menor eficiência com baixa carga.