Determinadas topografias têm nas escavadeiras conhecidas como shovel as soluções mais adequadas para a chamada “primeira linha” da mineração, composta por equipamentos cuja tarefa é extrair os materiais da frente de lavra e conduzi-los até os caminhões ou outro sistema de transporte.

Quase sempre, esse gênero de escavadeiras materializa-se em equipamentos colossais, cujas caçambas comportam várias dezenas de metros cúbicos. Nesse universo – como acontece há algum tempo entre as escavadeiras de menor porte –, os modelos hidráulicos também vêm ganhando espaço sobre os construídos com cabos.

Atualmente, ao menos 80% das grandes escavadeiras shovel que chegam ao mercado são hidráulicas, estima Lucas Silva, gerente regional de vendas da John Deere – que, no Brasil e em outros países das Américas, responde pelo marketing, comercialização e serviços de pós-venda das escavadeiras de grande porte da marca japonesa Hitachi, com quem também mantém uma joint-venture para fabricação de escavadeiras menores. “Nos últimos anos, creio que não chegou ao Brasil nenhuma escavadeira a cabo”, confirma Silva.

Dentre as causas para essa expansão da demanda de versões hidráulicas das shovels, o profissional da John Deere cita o fato de que esses equipamentos possibilitam a opção entre tração elétrica ou a diesel – enquanto equipamentos a cabo quase sempre se valem da primeira dessas alternativas –, além de apresentarem uma relação entre peso operacional e capacidade de carga muito mais favorável, sempre comparativamente aos equipamentos a cabo.

PORTFÓLIO

Embora muitas vezes seja empregado para referir-se à própria escavadeira, o termo shovel designa, mais exatamente, o conjunto formado por braço, lança e caçamba, que deve ser acoplado a um equipamento que pode ser configurado, inclusive, como retroescavadeira. “Excetuando-se esse implemento, os dois tipos de equipamentos são idênticos e, embora a transformação não seja rápida devido ao porte, existem até kits com os quais os usuários podem transformar um no outro”, relata Silva.

A Hitachi, como destaca o especialista, atualmente disponibiliza ao mercado de mineração seis diferentes modelos de escavadeiras aptos a essa configuração: o menor deles – o modelo EX1200 – tem peso operacional de 115 t, 760 hp de potência instalada e caçamba de 6,5 m3, enquanto o maior tem 810 t de peso operacional, 4.000 hp de potência instalada e caçamba com 40 m3.

Na Komatsu, outra fabricante de origem japonesa, o portfólio de escavadeiras hidráulicas para as quais há a opção de uso do implemento shovel inclui dez modelos, em uma série cujos pesos operacionais variam entre 40 t e 730 t. Mas essa é uma configuração bem mais comum nos equipamentos maiores, geralmente acima de 200 toneladas ou mais, como destaca Marcelo Magalhães Lage, engenheiro de suporte ao produto da marca. “Disponibilizamos o equipamento shovel já a partir de nosso modelo PC400, que pesa 40 t”, ressalta. “Em equipamentos menores, essa configuração é pouco usual, pois aparece apenas em algumas minas também menores.”

A Komatsu também produz escavadeiras shovel a cabo, provenientes do portfólio da marca P&H (integrante do grupo Joy Global, adquirido pela Komatsu em meados do ano passado). Mas o cabo, como salienta Lage, atualmente está restrito ao segmento de equipamentos com caçambas com capacidade de, ao menos, 100 t (a maior shovel hidráulica dessa empresa – o modelo PC8000 – possui peso operacional de 730 t e caçamba para 80 t). “Escavadeiras hidráulicas são mais versáteis e proporcionam maior liberdade de movimentação”, diz ele. “Já temos pronto um projeto para uma shovel hidráulica com caçamba de 100 t, mas esse equipamento ainda não foi produzido.”

CRITÉRIOS

Estruturalmente, o shovel é um implemento destinado a integrar-se à parte frontal do equipamento (daí a denominação “front shovel”). E, enquanto nas retroescavadeiras os dentes encarregados pela escavação são voltados para o interior da máquina, nesse gênero de implemento os dentes apontam para a superfície que será trabalhada, que consequentemente deve ser escavada a partir da porção inferior.

Mas também há diferenças entre as shovel e as retroescavadeiras em relação aos sistemas de transporte para os quais elas devem conduzir os materiais: grosso modo, as primeiras trabalham no mesmo nível desses sistemas, enquanto as retroescavadeiras realizam o carregamento a partir de níveis mais elevados.

Entre outros itens, a opção por uma ou outra dessas modalidades deve considerar a topografia do local de trabalho. “Minas com bancadas mais altas também podem exigir equipamentos do tipo shovel, pois nesse caso fica mais difícil, por questões de segurança, realizar o carregamento na bancada inferior, como faz uma retroescavadeira”, ressalta Lage, da Komatsu.

Mas tal decisão pode ser influenciada até pelo conjunto de equipamentos já existente no local. “Se a mina já possui equipamentos a cabo – sempre configurados como shovel –, provavelmente preferirá equipamentos hidráulicos também shovel, para manter a mesma dinâmica de carregamento dos caminhões, realizada no mesmo nível das escavadeiras”, observa o especialista.

Segundo ele, as retroescavadeiras também têm alguns diferenciais favoráveis de produtividade, relativamente às shovels. Por exemplo, na etapa de carregamento dos caminhões, que é feito por elas em um movimento cujo giro – geralmente situado na faixa entre 30 e 40 graus – é inferior aos 90 graus dos movimentos frontais de uma shovel. “Esse ângulo menor acelera um pouco a velocidade do carregamento”, ressalta. “Mas, geralmente, uma escavadeira shovel tem força de desagregação cerca de 10% a 15% superior à de uma retro”, compara o profissional da Komatsu.

Já Silva, da John Deere, lembra ainda que, por operarem em níveis superiores aos dos sistemas de transporte, “as retroescavadeiras requerem terrenos mais estáveis que aqueles nos quais uma shovel pode trabalhar”.

OPERAÇÃO

Como ressalta Silva, a shovel é um equipamento próprio para remoção de grandes volumes de material, com elevada força de desagregação, capaz de escavar materiais de altíssima resistência e suficientemente robusto para operar em condições extremamente severas.

Em uma bancada com altura apropriada para seu porte, a máquina deve ser posicionada frontalmente à face de escavação, sempre apoiada sobre as rodas-guia das esteiras (já preparadas para receber os impactos decorrentes da operação). “O recomendado é que o operador siga um padrão de escavação pré-determinado, com o intuito de reduzir ao máximo o tempo de ciclo para carregamento do equipamento de transporte”, afirma o gerente da John Deere.

Segundo ele, as escavadeiras shovel da Hitachi dispõem de um sistema exclusivo de nivelamento automático – denominado Auto Leveling –, materializado na forma de um cilindro hidráulico adicional, posicionado entre o braço e a lança do equipamento. “Com a atuação em apenas um joystick, esse sistema permite alterar o cinematismo do implemento, tornando frontal o movimento de ataque à superfície – e não em forma de arco, como é padrão nas escavadeiras de outros fabricantes –, o que aumenta a força de desagregação”, descreve Silva.

OPÇÕES E USOS

Em relação ao mercado, as escavadeiras shovel atualmente comercializadas no Brasil são todas importadas. As máquinas da marca Hitachi, por exemplo, provêm do Japão (no Brasil, como  destacado acima, a empresa mantém, em parceria com a John Deere, uma fábrica de escavadeiras menores em Indaiatuba (SP).

A Komatsu, por sua vez, fabrica no Japão equipamentos com até 200 t de peso, mas mantém na Alemanha a produção dos demais modelos – no mercado brasileiro, a empresa possui uma fábrica em Suzano (SP) para equipamentos de menor porte, incluindo escavadeiras de construção de até 40 t.

Como decorrência da necessidade de importação, a variação cambial afeta os preços desses equipamentos, que também são impactados por quesitos como especificações e opcionais. Desse modo, uma shovel pode exigir a movimentação de um volume significativo de recursos. No Brasil, um modelo com peso operacional de 500 t custa hoje algo entre R$ 30 milhões e R$ 35 milhões.

Contudo, esse valor pode variar caso o equipamento tenha tração a diesel ou elétrica, opção já disponível para alguns modelos. Na Komatsu, a opção está disponível para modelos com peso operacional a partir de 250 t, enquanto na Hitachi, a partir do modelo EX1900, de 191 t.

Geralmente, o custo inicial de um modelo elétrico é superior ao de um equivalente a diesel. Porém, como pondera Silva, da John Deere, em uma mina projetada para longo prazo talvez valha a pena investir nessa versão, que, em um período maior de tempo, tende a gerar economia de combustível. “Mas, para uma mina que deve operar por poucos anos, talvez não valha a pena construir a estrutura de fornecimento de energia elétrica”, contrapõe.

A propósito, as escavadeiras shovel, prossegue Silva, destinam-se à operação de lavras de minas a céu aberto. No Brasil, aparecem principalmente nos processos de extração de ferro, ouro, cobre e rocha fosfática. “Atualmente há um parque significativo dessas máquinas operando no Brasil, principalmente em mineradoras como Vale, CSN e Kinross, ou mesmo em empreiteiras de mineração, como a U&M”, detalha.

E Lage confirma: as escavadeiras shovel destinam-se a minas a céu aberto devido ao fato de que seu porte e raio de trabalho inviabilizam o uso em túneis fechados. “Medindo-se do centro do equipamento até a ponta dos dentes, nossa shovel PC800, por exemplo, tem alcance de 21 m, o que significa um raio de ação de pelo menos 42 m”, exemplifica. “Portanto, trata-se de um equipamento próprio para minas a céu aberto.”

Seja como for, Lage aponta as escavadeiras com implemento shovel como um dos principais equipamentos utilizados nas grandes plantas de mineração. “No Brasil, a Komatsu tem atualmente 37 equipamentos com mais de 400 t, além de 19 escavadeiras de 200 t e outros modelos menores, em diversas minas localizadas em Minas Gerais e no Pará”, finaliza.

EMPRESA DESCREVE USO DE SHOVEL NO BRASIL

Frentes de lavra mais amplas, com bancadas altas, geralmente, entre 13 e 15 m de altura. Essas são as condições nas quais são mais comumente demandadas as escavadeiras tipo shovel da U&M, prestadora de serviços para grandes movimentações de solo e rocha – especialmente em atividades de mineração a céu aberto e na construção pesada –, sediada no município mineiro de Juiz de Fora.

Tais condições, como observa Maurício Casara, diretor comercial da U&M, são mais comuns em grandes minas, tornando os modelos shovel mais produtivos que as retroescavadeiras, que exigem níveis diferenciados de trabalho: um para elas e outro para os caminhões que serão carregados. “Uma retro de 550 t, por exemplo, pode escavar produtivamente bancos com 5 a 6 m de altura, enquanto a shovel opera bem até 15 m, conseguindo assim lavrar em um único passe um banco com essa altura, que a retro precisaria escavar em três passes de 5 m cada um”, detalha Casara. “Mas as retroescavadeiras são mais versáteis e constituem maioria em nossa frota.”

A U&M, ele relata, adquiriu sua primeira escavadeira shovel de grande porte em 2009. Atualmente, possui duas delas: ambas hidráulicas, com 550 t de peso operacional e tração a diesel. Além dos dois modelos shovel, fazem parte dessa frota outras cinco escavadeiras com peso operacional de 550 t, todas configuradas como retroescavadeiras. “Quatro dessas cinco retro estão em operação, enquanto as duas shovel estão disponíveis”, conta Casara. “Os serviços para os quais a U&M é contratada exigem uma versatilidade maior da frota de escavação, nas quais eventualmente não estão presentes as condições ideais para os modelos shovel.”

Saiba mais:

John Deere: www.deere.com.br

Hitachi: www.hitachi.com.br

Komatsu: www.komatsu.com.br

U&M: www.uem.com.br