Construção de Rodovias: O caminho para o futuro

O nível tecnológico das pavimentadoras já é bastante alto, mas ainda há espaço para melhorias (Foto: Salfa).

O setor de construção de estradas está em constante mudança e evolução. Até 2030, as tendências que vemos agora provavelmente terão acelerado rapidamente, tanto nas áreas de sustentabilidade quanto nas novas tecnologias.

Como em muitas outras indústrias, a digitalização terá um grande impacto na construção de estradas no futuro. Muitos países estão trabalhando ou estão a caminho de estabelecer metodologias BIM (Building Information Modelling) para projetos de infraestrutura.

Um exemplo disso é o plano diretor do Ministério Federal Alemão de Transportes e Infra-estrutura Digital, que prevê o uso de métodos digitais para a construção e manutenção de todas as estradas principais a partir de 2025. Este será um dos desafios para garantir o fluxo de dados desde a fase de planejamento até os sistemas de controle da máquina. Além disso, a automação e os sistemas de acionamento alternativos aumentarão drasticamente o nível tecnológico nos próximos cinco a dez anos.

Tal aumento no nível de tecnologia em equipamentos rodoviários não é algo que se pode esperar da noite para o dia e por isso os principais fabricantes têm suas equipes de pesquisa e desenvolvimento já trabalhando nas tecnologias dos próximos anos. E, claro, a adoção de inovações acontecerá em todo o mundo, mas em velocidades diferentes.

WITOS Paving Plus conecta todos os atores envolvidos no processo de construção de estradas, permitindo uma estreita coordenação em tempo real (Foto: Wirtgen).

Enquanto a América Latina tende a estar alguns passos atrás quando se trata do uso de novas tecnologias, dada a grande necessidade de infra-estrutura rodoviária, não é surpreendente ver como alguns empreiteiros já estão começando a olhar com mais interesse para os avanços que estão sendo desenvolvidos em países mais avançados. A chave do sucesso para qualquer país é um processo de pavimentação suave, rápido e confiável, e é por isso que a digitalização e automação são tão vitais.

Digitalização de processos inteiros

O nível tecnológico das pavimentadoras já é bastante alto, mas ainda há espaço para melhorias. Um maior grau de automação em todos os aspectos do processo de construção de estradas também aumentará a eficiência. A Volvo já oferece o Pave Assist no núcleo de pavimentação para ajudar as equipes de pavimentação a rastrear seu trabalho e fornecer dados de processo que normalmente precisariam adquirir manualmente. A Pave Assist fornece informações em tempo real sobre a operação, para que um empreiteiro possa monitorar constantemente o progresso e o resultado de seu trabalho de forma independente. Além disso, os dados podem ser armazenados na nuvem e acessados remotamente, permitindo o gerenciamento completo da pavimentação.

O sistema de gerenciamento de frota WITOS FleetView da Wirtgen é uma forma de tornar os processos mais eficientes para aqueles que trabalham na construção de estradas, utilizando processamento, troca, visualização e análise de dados de máquina e posição suportados pelo sistema.

A solução oferece uma variedade de características, desde o monitoramento diário do estado operacional das máquinas até o apoio aos processos de manutenção e diagnóstico, o que minimiza os tempos de resposta e o tempo de parada e otimiza o trabalho de manutenção. Os dados do WITOS também podem ser importados para sistemas existentes através de interfaces adequadas.

Diz-se que os contratos de inspeção e manutenção SmartServices complementam as funções de gerenciamento de frotas. Com o WITOS FleetView, os clientes podem acompanhar onde estão suas máquinas e em que modo de operação elas estão, a qualquer momento e de qualquer lugar, permitindo-lhes responder aos próximos trabalhos de manutenção para garantir que as máquinas mantenham seu valor a longo prazo.

Stephan Weller, Diretor de produtos de software da Joseph Vögele AG. (Foto: Wirtgen)

O Grupo Wirtgen desenvolveu soluções inteligentes de software e as integrou na infra-estrutura WITOS na forma de módulos para otimizar o processo de conexão de cadeias de valor no planejamento, execução e operação. Os módulos práticos WITOS estão disponíveis para a documentação de projetos que utilizam máquinas de construção da Wirtgen, Vögele e Hamm.

“Os benefícios das soluções de otimização de processos como o WITOS Paving Plus são realmente ótimos: a entrega just-in-time no canteiro de obras permite a pavimentação contínua sem ter que parar o equipamento. Isso melhora a qualidade da pavimentação e, é claro, os processos são muito mais rápidos e mais econômicos. Além disso, as empresas de construção civil podem usar os dados e análises para auto-monitoramento e, ao mesmo tempo, como prova de qualidade”, explica Stephan Weller, gerente de produtos de software da Joseph Vögele AG. Mas ele adverte: “As soluções de otimização de processos por si só não são a resposta completa. Elas também exigem uma certa vontade de mudar: as empresas devem repensar ativamente seus processos existentes, identificar o potencial de melhoria e concentrar-se exatamente nessas áreas.

Talvez um dos maiores “obstáculos” na adoção de novas tecnologias sejam os altos custos que elas geralmente envolvem. E embora o ditado “barato seja caro”, mudar a mentalidade dos gerentes de aquisição de equipamentos nem sempre é uma tarefa fácil, apesar dos números que atestam as vantagens. De acordo com Weller, a experiência da empresa “demonstrou que o custo e o esforço envolvidos na aquisição compensam após alguns dias no local”. As empresas de construção, mas também outras partes interessadas, como as fábricas de mistura, se beneficiam rapidamente de melhorias de qualidade, ganhos de eficiência e maior transparência. E, além disso, a otimização de processos é muitas vezes obrigatória de qualquer forma: muitos concursos públicos estipulam a documentação do processo, ou mesmo a logística dinâmica e o controle de máquinas. A digitalização realmente decolou na construção de estradas como em outros campos. As empresas que aderirem agora ainda têm a oportunidade de introduzir e adaptar novos processos em seu próprio ritmo”.

E cuidado. A adoção de novas tecnologias nem sempre requer pacotes completos e enormes despesas. Assim, os fornecedores oferecem serviços segmentados e personalizados. A Wirtgen, por exemplo, oferece o sistema RoadScan, que monitora e documenta a temperatura de pavimentação em uma ampla área. Se você também estiver procurando registrar e analisar dados adicionais, você pode adquirir o WITOS Paving Docu, que transfere os dados online diretamente para o servidor. Se você já está procurando um controle abrangente, o WITOS Paving Plus permite que todos os processos, desde a planta de mistura até a pavimentação, sejam ativamente planejados, coordenados e otimizados em tempo real.

Sustentabilidade e construção de estradas

A construção de estradas que agora está em andamento já está focada na sustentabilidade. O primeiro bônus social na América Latina ligado a um projeto de infra-estrutura se destaca neste aspecto. Foi a empresa espanhola Sacyr que realizou este primeiro número para seu projeto rodoviário Puerta de Hierro-Cruz del Viso na Colômbia.

Esta emissão de títulos, num total de US$ 209 milhões, está alinhada com o Plano Estratégico 2021-2025 da Sacyr, que coloca a sustentabilidade como pedra angular das ações da empresa.

O projeto, já concluído, corresponde a um corredor rodoviário de 198 km que se conecta com os portos e principais cidades do Caribe colombiano.

A redução das emissões é um fator cada vez mais importante nas obras de construção de estradas. As autoridades locais em muitos países impõem limites às emissões de CO2 e/ou os tornam parte das exigências do concurso.

Um exemplo longe da região, mas que oferece uma visão interessante sobre para onde os projetos locais podem (ou devem) ir, é o da Vinci Autoroutes. A empresa concluiu recentemente um projeto rodoviário de 24 quilômetros na França, com investimentos de mais de US$600 milhões. Desse total, US$ 140 milhões foram gastos na integração ambiental.

Para compensar o impacto ambiental negativo de sua construção, 1.315 hectares (13.150.000 m2) de terra foram “renaturalizados” para permitir que a biodiversidade florescesse. De fato, a área ‘renaturizada’ é aproximadamente quatro vezes maior do que a área coberta pela estrada, e o próprio desvio inclui 130 passagens que permitem a travessia segura para a vida selvagem.

Requisitos

As emissões têm impulsionado o desenvolvimento de máquinas nos últimos anos. Este é um foco chave para Benninghoven, e esse compromisso levou a enormes melhorias em nosso portfólio de produtos.

Entre os avanços da empresa está a aplicação de asfalto a baixa temperatura, que embora não seja nova - os ensaios do processo começaram na década de 1990 - como o equilíbrio dos níveis CO₂, a conservação de recursos e a redução do uso de energia tornaram-se o foco das autoridades de construção de estradas hoje, o asfalto a baixa temperatura está na boca de todos.

O asfalto de baixa temperatura é uma mistura que requer uma temperatura de produção entre 110° e 130°. Asfaltos quentes, por outro lado, são produzidos a uma faixa de temperatura entre 140° e 180°, embora 160° com betume quente como aglutinante seja o mais comum. A vantagem? A produção e o processamento de misturas a baixa temperatura podem ser realizados quase como seria feito da maneira convencional.

Segundo a Associação Alemã de Asfalto, uma redução de temperatura de apenas 30 °C economiza 0,9 l de óleo combustível (ou combustível equivalente) por tonelada de asfalto acabado; uma produção diária de 2.000 t de mistura economiza assim 1.800 l de óleo ou até três quartos do consumo anual de energia para aquecimento de uma casa. A redução das emissões em CO₂ é de 6.000 kg por dia.

Ganhando terreno na região

Um equipamento que está ganhando terreno na América Latina é a usina de asfalto contínuo Lintec CDP5001M, que graças a seu fácil transporte, alta produção e design compacto, está se tornando uma escolha popular para empreiteiros.

“Clientes em toda a América Latina estão mostrando interesse na usina de asfalto CDP5001M, e atualmente temos usinas em operação no Brasil, Guatemala e México, entre outras. O feedback que recebemos dos clientes é que eles gostam de sua facilidade de instalação, especialmente para projetos rodoviários de curto prazo ou trabalhos em que seja necessário mudá-lo regularmente. Além disso, porque construímos o CDP5001M localmente no Brasil, ele reduz significativamente os custos logísticos para os clientes”, explica Isidro Garcia Corcoles, gerente de vendas para América Latina, Espanha e Portugal da Lintec & Linnhoff.

Um projeto que recentemente aproveitou a produtividade e a eficiência da usina de asfalto CDP5001M é uma iniciativa para reparar estradas de asfalto na cidade de Guadalajara, México, onde o distribuidor local Tracsa forneceu duas usinas para um programa de trabalho de 12 meses.

O programa rodoviário de Guadalajara era relativamente pequeno, portanto a usina de asfalto CDP5001M proporcionou o tipo de agilidade e flexibilidade que outras usinas não conseguem. “O cliente neste trabalho adorou a rapidez com que se instalaram no início e embalaram no final, bem como a alta qualidade e a produtividade econômica no meio”, diz o executivo.

Outro projeto com uma usina de mistura asfáltica contínua Lintec CDP5001M é o projeto Carretera Tramo III na Guatemala. Aqui, a unidade está trabalhando na etapa Carretera Tramo III, que liga La Libertad - Río Copón - Asención Copón e San Juan Chactela. Instalada em 2020, a usina está fornecendo asfalto de alta qualidade para o projeto durante um período de três anos.

A usina de mistura de asfalto CDP5001M tem uma capacidade de produção de 30-50 toneladas de mistura de asfalto quente por hora e é totalmente automatizada, com um sistema de controle que permite ao operador gerenciar todas as funções a partir do interior da cabine de controle. Ele também oferece acesso remoto, para que os gerentes possam monitorar o progresso do projeto, solucionar problemas e acionar atualizações do programa a partir de um local separado.

Outras características do CDP5001M incluem um secador de tambor contra-fluxo, queimador automático e um misturador externo para ajudar a produzir uma mistura asfáltica mais homogênea.

Caminho para o futuro

Não há dúvida de que as fontes alternativas de energia (seja elétrica, hidrogênio, célula de combustível ou outra) e a autonomia são amplamente consideradas no setor como duas das maiores mudanças que o setor verá até 2030.

Muitos OEMs estão integrando recursos em seus equipamentos que fornecem mais dados aos operadores, tais como o Pave Assist da Volvo CE. (Foto: Volvo CE)

Com relação às máquinas autônomas para a construção de estradas, a realidade é que poderia haver uma ou duas dessas máquinas operando em um ambiente muito específico realizando uma tarefa muito específica nos próximos anos, no entanto, a adoção em massa será sobre o aumento dos níveis de assistência nessas máquinas para ajudar os operadores menos qualificados a serem tão eficazes quanto os operadores qualificados.

Este é um ponto-chave: o maior benefício que a autonomia proporciona (por enquanto, pelo menos) é fornecer assistência ao operador, para fazer com que os operadores façam melhor seu trabalho. A tão divulgada escassez de habilidades só torna esta importância ainda maior.

Independentemente do acima exposto, novos equipamentos autônomos interessantes já estão em exposição. Apresentado pela primeira vez na exposição Bauma na Alemanha em 2019 como um estudo tecnológico, o protótipo Robomag BW154 do rolo tandem autônomo BW154 da Bomag, é um bom exemplo. O ‘operador’ da máquina usa um computador laptop (ou desktop) para definir uma área que requer rolamento. Uma vez concluído, o rolo utiliza sensores GPS para garantir que permaneça dentro do perímetro de operação e opere de forma autônoma até que toda a área seja compactada.

Além de carregar os parâmetros de geofence, o operador simplesmente seleciona a espessura da camada necessária. A tecnologia integrada da Bomag (Gerente de Asfalto) mede a rigidez do material e ajusta a amplitude de acordo com a rigidez do material para alcançar a compactação ideal com menos passagens por ponto para alcançar os resultados desejados.

Uma das coisas chave com inteligência artificial, que potencializa a automação, é que quanto mais máquinas e softwares autônomos tomam decisões, mais dados eles coletam e mais inteligentes eles se tornam. Isto significa que, no futuro, todo o processo de construção de estradas, desde a apresentação da proposta inicial, poderia ser automatizado.

SKY MIRROR (Foto: XCMG) XCMG lançou uma nova série de produtos sob a marca ‘Sky Mirror’, que se concentram no campo da construção de pavimentos asfálticos de alta qualidade. As cinco categorias de produtos em que a marca lançará equipamentos são: usina de asfalto, fresadora, motoniveladora, pavimentadora e rolo. Sky Mirror visa facilitar a construção e manutenção de estradas de alta qualidade com soluções e produtos embalados, cobrindo a tecnologia de frota de construção não tripulada para tornar os ambientes de trabalho mais seguros e reduzir os custos de mão-de-obra e o tempo de construção. De acordo com XCMG, a marca está focada em “cobrir todo o conjunto de estradas de construção de alta qualidade e não tripuladas”.

Pavimentadora ‘to go’ Nem todos os projetos rodoviários são grandes, novas estruturas. Uma parte fundamental é a manutenção adequada que é feita sobre ela. A este respeito, a Mazio destaca sua pavimentadora de derrapagem montada sobre esteiras, que de acordo com a marca é ideal para remendos de asfalto e pavimentação de estradas, caminhos, ciclovias, estacionamentos, caminhos de acesso e valas de utilidades. Seu funil tem uma capacidade de 1,4 m3 e alimenta automaticamente uma broca de 200 mm (Foto: Mazio). Sua tremonha tem uma capacidade de 1,4 m3, que recebe material asfáltico diretamente do caminhão de transporte, permitindo o carregamento frontal ou lateral, e o alimenta automaticamente em um trado de 200 mm, permitindo uma largura de pavimentação de até 1,9 metros a uma velocidade de 25 metros por minuto. O SKID pode ser instalado em qualquer tipo de carregadeira de direção deslizante ISO 24410. A unidade trabalha com asfalto misturado quente ou frio, pavimentando espessuras de asfalto de 5 cm a 25 cm. Aquecedores a gás propano líquido mantêm o material a 140°. A pavimentadora SKID de 711 kg possui uma placa adaptadora, uma caixa de painel de controle e controle remoto, uma broca, um sistema de nivelamento automático, um sistema de aquecimento da mesa e um vibrador opcional. A tremonha se abre em duas larguras para maior versatilidade e se dobra plana para facilitar o transporte. A máquina também espalha areia, cascalho e pedras, e concreto em camadas planas, aumentando sua versatilidade no canteiro de obras.