Aumentar a capacidade de carga é sempre uma demanda importante no caso de equipamentos dedicados a içamento. E o uso de aços especiais, com elevada resistência mecânica, é um aliado nesse quesito. A sua utilização, todavia, não transcende as especificações de qualidade e peso do material que compõe o elemento estrutural. A compra de aço especial em larga escala e de acordo com padrões internacionais é um diferencial competitivo que permite às fabricantes de equipamentos realizar melhores negociações para atender às demandas cada vez mais exigentes do cliente final.

Um exemplo é a Madal Palfinger, segundo Sílvio Gatelli, gerente de Produto para a América do Sul. De acordo com ele, a empresa desfruta da facilidade de estar em contato permanente com sua matriz na Europa (Palfinger), o que lhe dá acesso a uma produção internacional de aços de alta resistência. Como o grupo global da qual ela faz parte fabrica cerca de 15 mil guindastes por ano, a unidade brasileira pode desfrutar de uma logística bem azeitada. A grande quantidade que a matriz da empresa adquire de fabricantes como Thyssen Krupp, SSAB e Ruukki, para ficar em três exemplos, facilita o abastecimento da unidade brasileira.

A globalização, no caso do uso de aços especiais, influencia diversos aspectos técnicos dos equipamentos, a começar pelo seu peso estrutural. Como a regra é: “quanto mais leve a estrutura do guindaste, maior a sua capacidade de carga”, como sumariza Gatelli, a utilização de materiais avançados resulta também na fabricação de modelos mais produtivos. Antes de avançar nos detalhamentos acerca dessa afirmativa, o especialista da Madal Palfinger lembra que os aços com limites de escoamento acima de 600 MPa geralmente são importados, o que reforça o diferencial competitivo de empresas globalizadas. O lado reverso, nesse caso, é manter o percentual de 60% em peso e em participação de componentes fabricados localmente em cada equipamento, o que permite que a empresa ofereça os benefícios do Finame.

Gatelli explica que a sede brasileira da empresa no Rio Grande do Sul tem usado aços especiais com até 1300 MPa de resistência em alguns componentes específicos que integram a lança. A aplicação de materiais nobres também avançou para outros componentes das máquinas como os pinos de articulação. Eles são produzidos a partir de aços laminados especiais, que passam pela cementação. Esse é um processo realizado para aumentar o percentual de carbono na superfície dos pinos e que confere uma alta dureza aos dispositivos. Trata-se de um procedimento necessário para que os pinos suportem o alto desgaste da articulação de giro dos guindastes. “Por mais que se usem buchas ou mancais, entre outros recursos, o atrito sempre é grande”, justifica Gatelli, acrescentando que no caso desses componentes a Madal Palfinger usa aços como o SAE 4320 ou o SAE 8620, ambos produzidos no Brasil.

O eixo da coluna do guindaste, que propicia toda a movimentação de carga, é outra peça que recebe atenção especial, pois precisa combinar resistência mecânica considerável sem tenacidade exagerada, para que não esteja sujeito a trincas. “O processo de fabricação do aço para essa peça exige um tratamento térmico especial, que dê um resultado final de alta resistência e tenacidade adequada, produzindo um material mais macio”, detalha Gatelli.  De acordo com ele, o processo na Madal Palfinger começa na área de engenharia, que tem o know-how  para avaliar se os materiais formatarão uma estrutura mecânica correta. Esse detalhamento conta com a ajuda de softwares de elementos finitos, que simulam os cenários a que o material será submetido em campo.

Outra ação detalhada pelo especialista inclui os testes de ciclagem, que submetem as peças a um estresse contínuo. “Se ocorre a quebra precoce na fase de testes, nós ganhamos inferências para realizar uma avaliação completa dos materiais e garantir a qualidade do produto, lembrando que quando um guindaste sai de fábrica ele tem garantia de três anos, o que inclui componentes e estruturas”, detalha Gatelli.

A avaliação de qualidade no caso da Madal Palfinger também inclui os soldadores. Por meio de corpos de prova retirados das soldagens realizadas por eles, os técnicos da empresa avaliam se os processos atingiram uma pontuação mínima. Em caso negativo, o profissional é submetido a uma rotina de reciclagem complementar. Na soldagem, aliás, reside um dos aspectos estruturais mais importantes na produção de equipamentos para elevação de carga, segundo Gatelli. “Ao usar aços de alta resistência, o corpo de solda precisa se igualar a chapa, o que leva à exigência de uso de arames de solda e elétrodos de altíssima qualidade”, diz ele. Assim, além de importar tais insumos os fabricantes também precisam utilizar máquinas de solda muito bem reguladas e empregarem mão-de-obra qualificada. “É preciso ter habilidade para trabalhar com todos esses materiais”, resume o especialista.

Nas peças fabricadas com aços de 1300 MPa, as avaliações apontadas por laudos dos fornecedores são complementadas por testes feitos em laboratórios e universidades parceiras para avaliar parâmetros como resistência mecânica à tração e à ruptura e alongamento, entre outros. “Chapas que serão dobradas recebem uma atenção especial, da mesma forma que os componentes mais críticos”, lembra Gatelli. A etapa pós-soldagem igualmente recebe uma atenção especial, inclusive com análises como os testes de líquido penetrante e ultrassom.

Leveza é produtividade

Com base nessas avaliações, o especialista da Madal Palfinger afirma que a fabricação criteriosa envolvendo aços especiais, combinada com o uso de softwares para otimização de projetos – simulando limites operacionais dos equipamentos – contribuíram positivamente para a qualidade dos equipamentos da fabricante. Segundo o executivo, a prova disso é que os guindastes fabricados a partir de 2010 agregando as tecnologias citadas já apresentam uma redução de peso de 8% em relação à geração anterior, o que se reflete no aumento proporcional da capacidade de carga. “Evoluímos na capacidade de engenharia, distribuindo melhor as tensões em cada peça, com geometria extremamente detalhada”, explica.

Luiz Carlos Ghesla, gerente Comercial da PCP Produtos Siderúrgicos, uma das três únicas distribuidoras mundiais da fabricante finlandesa de aços especiais Ruukki, concorda com Gatelli quando à facilidade de aumento de carga útil em guindastes devido ao uso de aços com maior resistência mecânica. Ele destaca que essa é uma das vertentes de aplicação desse tipo de material, assim como sua utilização em componentes de alto desgaste. No primeiro caso, a empresa tem fortalecido a família de produtos Optim, que são chapas de aço laminadas a quente. Um  exemplo de utilização bem sucedida ocorre na produção de guindastes da italiana Fassi, cujo gerente de pesquisa e desenvolvimento, Rossano Ceresoli, avaliou que um dos maiores problemas da fabricação de guindastes era a deflexão da estrutura, questão que os aços de alta resistência têm resolvido. “Atualmente, as lanças de guindastes são mais leves e longas e temos a deflexão elástica totalmente sob controle”, explica ele.

O especialista da Fassi ainda resume as exigências do aço usado em guindastes: “muita resistência, alta tenacidade, boas propriedades de solda e dobra, alta homogeneidade nas propriedades físicas, químicas e mecânicas e baixa variação de espessura”.

Outro ganho mostrado com o uso de aços especiais foi o da holandesa Schenk na produção de seus compactadores de lixo. Um dos gargalos para aumento da produção, além do espaço, era o processo manual de soldagem das chapas para as paredes laterais e superiores dos compactadores. A soldagem também não era uniforme, levando a empresa a alinhar as partes soldadas após o processo de dobra. A solução encontrada nesse caso foi adotar chapas de aço soldadas a laser, usando o material com resistência mecânica de 700 Mpa. Com isso conseguiu-se uma chapa larga e fina e com a precisão dimensional que a fabricante holandesa necessitava. “A linha de produção teve um ganho de 20%, pois reduziu em 16 horas a fabricação de cada um dos compactadores” afirmou a Schenk.

Essa tendência dos fabricantes de aços especiais em oferecer novos serviços também está na alça de mira da SSAB, segundo seu diretor regional, Paulo Seabra. Ele anunciou com exclusividade na Fenatran que a filial brasileira já estuda a montagem de um centro de serviço que ofereça a desbobinação de chapas de aço e o corte nos perfis pedidos pela indústria, o que poderá otimizar as linhas de produção dos seus clientes, distribuídos entre fabricantes de grandes equipamentos como guindastes, montadoras de caminhões e de implementos rodoviários. O uso de aços mais leves e mais resistentes, de acordo com o especialista, resultou numa redução de peso médio de 30% nos equipamentos citados.

Materiais antidesgaste

Uma das novidades da empresa é a produção do Hardox, chapa antidesgaste com espessura de até 0,5 mm, podendo atingir até 160 mm (com larguras a partir de 1500 mm). O material tem sido adotado em caçambas de caminhões, principalmente em operações de alto atrito como carregamento de minérios, e na proteção de linhas de processamento, caso dos chutes, também adotados em transporte de minérios dentro da mina ou para a usina de processamento. O aumento do portfólio desse produto confirmaria a empresa como a detentora da maior variedade de soluções em aços especiais no mundo, de acordo com Seabra. Ele lembra que os aços especiais representam apenas 1% da produção mundial de aços e, no Brasil, apenas 10% da demanda seria suprida por fabricação interna, sendo a Usiminas o único player no setor. “Com isso ganha importância o estabelecimento de centros de serviço locais, fazendo com que possamos facilitar a montagem das linhas de produção”, argumenta o executivo.

Na área de produção de equipamentos pesados, o Domex tem sido uma das famílias de maior uso, principalmente para guindastes montados sobre caminhão, onde as chapas com resistência mecânica de 700 Mpa são as mais adotadas. “A família Weldox também ganha espaço em projetos de guindastes de maior porte, com uma faixa de resistência mecânica entre 700 Mpa e 1.300 Mpa”, diz ele, salientando que o Weldox pode ser aplicado desde a produção de modelos móveis até os montados sobre caminhões. Pás-carregadeiras, betoneiras e plataformas de aço também fazem parte do escopo de máquinas que utilizam o material.

De acordo com Seabra, até 2004 a indústria brasileira de guindastes normalmente adotava aços com resistência de até 600 Mpa, nível que foi aumentado até chegar aos 700 Mpa médios atuais. Com isso, o mercado nacional ganhou equipamentos mais leves e com maior alcance, além do aumento de carga útil. Ele acredita que a tendência de uso de materiais mais resistentes deve continuar, mas ainda ficará um pouco distante dos 1.300 Mpa usuais na Europa, exceto para peças e componentes específicos.