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26 de abril de 2021
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A inteligência por trás do processo

Cada vez mais usuais, sistemas eletrônicos monitoram a qualidade da compactação em tempo real, possibilitando resultados mais assertivos na operação com compactadores
Fonte: Redação

Na atualidade, a necessidade de controlar as operações realizadas com equipamentos é cada vez mais evidente. E os rolos compactadores não escapam à regra. Especialistas reforçam a necessidade de se implantar uma inteligência por trás desse processo, de modo que a compactação seja tratada como ciência, e não um serviço intuitivo. O principal benefício da aferição contínua é garantir a exatidão do processo, para evitar retrabalhos e reduzir custos desnecessários.

Nesse aspecto, a indústria tem fornecido sistemas cada vez mais inteligentes para monitorar a operação em tempo real, utilizando dados que mostram se o material atingiu a compactação certa, conforme estabelecido em projeto. Essas tecnologias já são...


Na atualidade, a necessidade de controlar as operações realizadas com equipamentos é cada vez mais evidente. E os rolos compactadores não escapam à regra. Especialistas reforçam a necessidade de se implantar uma inteligência por trás desse processo, de modo que a compactação seja tratada como ciência, e não um serviço intuitivo. O principal benefício da aferição contínua é garantir a exatidão do processo, para evitar retrabalhos e reduzir custos desnecessários.

Nesse aspecto, a indústria tem fornecido sistemas cada vez mais inteligentes para monitorar a operação em tempo real, utilizando dados que mostram se o material atingiu a compactação certa, conforme estabelecido em projeto. Essas tecnologias já são amplamente utilizadas em mercados mais avançados, mas no Brasil a realidade é diferente. “Muitos prestadores de serviço acham que passar o rolo em excesso e em alta velocidade é o suficiente para deixar o material bem-compactado, esquecendo-se de outros fatores, como controle da velocidade, pressão do tambor e cuidados para evitar esmagamento excessivo do material”, observa Sérgio Paranhos, coordenador técnico da Sitech.

Ele explica que o tambor possui frequência e amplitude relacionadas à velocidade e ao peso. Por isso, quanto mais rápido o operador fizer as passadas, menos concentrada será a compactação, pois o tambor dará saltos mais espaçados. A norma DNIT 108/2009 estabelece que a cada 1.000 m3 compactados seja procedido um ensaio laboratorial, segundo o método de ensaio da norma DNER-ME 129/94. “Com o monitoramento em tempo real, é possível fazer com que o intervalo de realização desses ensaios se prolongue para 3.000 m3, mediante auditoria”, explica Paranhos.

De acordo com ele, quando o material atinge o grau correto de compactação, é possível garantir a longevidade do pavimento estipulada em projeto. Um asfalto com espaços vazios, que não foram corretamente preenchidos, sofrerá infiltração de água e deterioração. “O ideal é que o operador passe com o rolo a uma velocidade entre 2,2 km/h e 2,8 km/h”, diz. “Passar em alta velocidade (4,5 km/h ou 5 km/h) para garantir compactação no menor prazo é perda de tempo e material, além de aumentar o custo operacional”, reflete Paranhos. “O ideal é garantir a área bem-compactada com o menor número possível de passadas.”

Para Ismael Correa, especialista de pavimentação da Sotreq, a compactação é um processo empírico que depende de vários fatores: condições climáticas e do local, tipo e espessura da mistura, configuração e modelo do compactador, entre outros. Por isso, nem sempre o que é válido para uma obra pode ser copiado em outra, pois as alterações podem ser – e quase sempre são – necessárias. “Conhecendo os fatores e forças que afetam a compactação, recomenda-se começar a tarefa com o rolo duplo tandem vibrando para atingir a densidade de maneira mais rápida, enquanto a mistura de asfalto ainda está quente”, delineia. “Em seguida, o compactador pneumático segue como rolo intermediário para atingir a densidade.”

A última etapa, diz ele, é colocar o rolo duplo tandem em modo estático, para remover marcas no revestimento. “Os rolos tandem e pneumático aplicam diferentes forças de compactação que se complementam”, explica Correa. “Por isso, é importante usar ambos em boa parte das obras.”

TECNOLOGIAS

No Brasil, a Sitech fornece o sistema CCS 900, que atua com indicadores de compactação e cria uma interface com a tecnologia presente nos equipamentos. A tecnologia registra os índices monitorados e informa em um mapa os pontos em que o grau de compactação está satisfatório ou ainda requer passadas, aferindo a qualidade do trabalho.

De acordo com Paranhos, existem duas frentes para essas tecnologias. A primeira é a CMV (Compaction Meter Value), que emite um feixe de ondas no solo e recebe as informações para identificar o grau de compactação. A outra é a MDP (Machine Drive Power), que afere a resistência de rolagem do tambor. “Mais pressão hidráulica é indício de que o solo ainda não está bem-compactado”, explica.

Tecnologia monitora se o grau de compactação está satisfatório ou ainda requer mais passadas

Geralmente, ele prossegue, é montada uma praça de testes para calibrar o sistema, baseada no tipo de material. Esse procedimento é necessário para se alcançar o índice de compactação estabelecido. Geralmente, são feitas de seis a oito passadas, dependendo do material, com rolo de 11 t. “No caso dos rolos de asfalto, é possível fazer ainda o mapeamento da temperatura do componente asfáltico, com o uso da tecnologia CMV”, acrescenta Paranhos.

Os compactadores da Hamm também contam com sistemas inteligentes, como os utilizados nos modelos da Série 3000 para solos. O medidor de compactação HCM (Hamm Compaction Meter), por exemplo, mede a aceleração do tambor, indicando instantaneamente a rigidez do solo por meio do HMV (Hamm Measurement Value). Os equipamentos também contam com o medidor de temperatura HTM (Hamm Temperature Meter), utilizado nos modelos HP (pneumático) e HD (tandem), além do HCQ Navigator (Hamm Compaction Quality), que pode ser utilizado para controle contínuo em qualquer modelo.

Segundo Adriano Rosa, especialista de produto e aplicação da Ciber, há ainda um sistema de compactação dinâmica por oscilação, utilizado no modelo HDO 90V (tandem de 9 t). Nessa tecnologia, a compactação utiliza forças horizontais, permitindo uma janela de temperatura para compactação ampla e aplicações diversas, como pontes, viadutos e áreas sensíveis, além de juntas asfálticas. “Nesse modelo, que tem vibração no cilindro dianteiro e oscilação no traseiro, a oscilação aumenta a eficiência de compactação, atingindo o grau de exigência com rapidez”, explica Rosa.

Dessa forma, os resultados são obtidos na faixa ideal de temperatura, o que – segundo ele – garante qualidade, produtividade e redução de custo, além de permitir a compactação de juntas de material quente com frio, sem riscos de danificar o material preexistente.

INTELIGÊNCIA

A Dynapac também fornece sistemas inteligentes em sua linha de produtos, desde aplicação da massa asfáltica até compactação. Dentre as tecnologias, destacam-se os sistemas Compaction Meter, Seismic, Dyn@lizer, Evib, MatManager e Mat Tracker, com benefícios específicos. “O Compaction Meter, por exemplo, dá informações de cada metro quadrado da área compactada”, diz o gerente de vendas Carlos Santos. “Com isso, é possível identificar instantaneamente pontos onde a compactação não foi realizada adequadamente, pois o sistema testa toda a área e não apenas uma amostra.”

Sistemas de controle contínuo como o HCQ podem ser utilizados em qualquer modelo de compactador

A solução Seismic propicia compactação mais uniforme, ajustando a frequência de trabalho de acordo com a frequência natural do solo. Se mudar durante o traslado, o sistema adapta-se para encontrar o novo ritmo. O resultado é uma compactação homogênea e em menor tempo. “Já o Dyn@lizer faz testes em toda a área e armazena os dados no computador, possibilitando análises futuras”, completa Santos.

Por sua vez, a Caterpillar conta com um conjunto de tecnologias que aumenta a eficiência e garante um trabalho de alta qualidade, reduzindo custos e aumentando a produtividade. O Controle de Compactação Cat, por exemplo, inclui sistemas de medição, posicionamento e análise. Para compactadores, são oferecidas duas opções de tecnologias, que medem os índices de rigidez.

A primeira, denominada Machine Drive Power (MDP), pode ser usada em compactadores de solo equipados com tambores lisos ou pé de carneiro. Esse sistema fornece informações confiáveis tanto em solos granulares quanto coesivos. “O operador pode ver em tempo real se a compactação exigida foi atingida em todas as áreas, evitando futuros problemas estruturais”, destaca Paulo Roese, gerente de pavimentação da Caterpillar para Brasil, Paraguai e Uruguai.

Sistemas como o Seismic propiciam compactação mais uniforme, ajustando o trabalho à frequência do solo

A segunda opção é a tecnologia Compaction Meter Value (CMV), um sistema baseado em acelerômetro que, com tambores lisos, pode ser usado apenas em solo granular. Mas o CMV também pode ser utilizado em compactadores de asfalto com duplo tandem, indicando a rigidez do asfalto em tempo real. Em tecnologias de posicionamento, a marca fornece mapeamento GNSS, contagem de passes e comunicação máquina a máquina.

Todas essas informações podem ser documentadas e armazenadas, permitindo acompanhar o andamento da obra em tempo real. “As tecnologias embarcadas fornecem informações importantes ao cliente, para que o trabalho executado atenda aos requisitos da obra com qualidade e menor custo operacional, maximizando a produtividade e o retorno”, garante Roese, para quem essas tecnologias simplificam a operação, eliminam o ‘achismo’, reduzem o consumo e aumentam a eficiência operacional.

A fabricante oferece ainda sensores infravermelhos para rolos de asfalto de tambor duplo tandem e pneumáticos, que medem a temperatura da massa asfáltica. “Esses sensores permitem monitorar a temperatura do asfalto em tempo real, para que se saiba quando iniciar a compactação e a janela de tempo disponível para atingir a densidade”, destaca a consultora de marketing Caterpillar, Mariana Mochizuki.

APLICAÇÃO

Para que seja possível atingir a densidade necessária no subleito e na sub-base, é preciso aplicar força máxima de compactação. Para esses casos, é recomendado o uso de compactadores vibratórios de solo, que podem ser de tambor liso ou pé de carneiro, enquanto a aplicação de cada um depende do tipo de material. “Compactadores de solo possuem amplitude e frequências distintas, quando comparados aos de asfalto”, pontua Roese, da Cat. “Por outro lado, uma configuração de cinco amplitudes permite que compactadores de asfalto trabalhem em camadas de BGS (Brita Graduada Simples) e BGTC (Brita Graduada Tratada com Cimento).”

Baseada no acelerômetro, a tecnologia CMV indica a rigidez do asfalto em tempo real

Nesse ponto, Santos, da Dynapac, acentua as diferenças de frequência e amplitude entre os rolos vibratórios para solos e modelos para solos e asfaltos. “Um rolo vibratório de asfalto pode compactar um material granular, mas não serve para solo coesivo”, detalha. “Já um rolo que trabalha em solo coesivo, além de não ser apropriado para trabalhar em solos granulares, não serve para trabalhar em compactação de solo. E também há rolos para solos granulares que não servem para trabalhar em asfalto.”

De acordo com ele, o que precisa ser notado é que, para asfalto, são necessárias baixa amplitude e alta frequência. Para solos, a amplitude deve ser alta e a frequência pode ser alta ou baixa em algumas situações, a depender do tamanho das partículas. Já Rosa, da Ciber, acrescenta que a utilização de rolos tandem vibratórios e de pneus depende de vários fatores, como traço da mistura asfáltica, espessura da camada, local da aplicação, resultado previsto em projeto e tipo de pré-compactação que a pavimentadora proporciona. “Deveria haver uma dedicação maior na aplicação dos equipamentos, considerando diferentes como velocidade de compactação, frequência e amplitude corretas, sequência de uso dos rolos tandem e de pneus, entre outros”, comenta. “O lado positivo disso é que estamos evoluindo na aplicação e tendo discussões construtivas sobre o assunto.”

ACEITAÇÃO

Embora possibilitem vantagens evidentes, essas tecnologias ainda estão em período de introdução no Brasil. “É uma questão de tempo e aprendizado”, acredita Santos, da Dynapac. “Quando o cliente entende como a tecnologia funciona e o benefício que traz, consegue gerar mais dinheiro nesse tipo de operação.”

Para tanto, é preciso transformar recursos em rentabilidade. “Um cliente que não sabe quanto gasta com retrabalhos e medições tradicionais de compactação, também não consegue mensurar o ganho”, diz Santos. “Ou seja, ele irá prever uma ineficiência por retrabalhos na planilha de custos. E parte desse retrabalho será gerada por uma compactação inadequada, que teve de refazer.”

Para exemplificar, Santos recorda de situações em que os clientes sequer sabiam quanto gastavam para refazer a compactação de uma cancha. “Já é difícil saber quanto se perde com desperdício e retrabalho, imagine entender quanto está ganhando de fato”, frisa.

Para Rosa, da Ciber, o brasileiro demonstra cautela ao realizar qualquer investimento. Porém, quando a tecnologia comprova diminuição de custo com aumento de qualidade, a aceitação é mais fácil. “É fácil apresentar exemplos de aplicações de sucesso, mas só depois de apontar onde estão as reduções de custo e os benefícios retornados”, comenta. “Dessa maneira, fica simples para o proprietário calcular o que se enquadra dentro da sua realidade.”

Já Mochizuki, da Caterpillar, ressalta que, ao contrário do que muitos pensam, as tecnologias de compactação têm custo baixo, se comparadas ao retorno que oferecem e à qualidade proporcionada à obra. “O MDP, por exemplo, foi lançado no Brasil em 2013 e, hoje, a maioria das máquinas vendidas no país vem com essa tecnologia”, assegura.

Hamm introduz solução para controle de compactação

Smart Doc permite acompanhar dados essenciais da compactação pelo smartphone

Disponível para as séries H e H CompactLine de compactadores, o Smart Doc regista os dados assim que a vibração ou oscilação são ativadas durante a compactação. Emitido em formato PDF, o relatório mostra os dados essenciais sobre o projeto, com dados técnicos do equipamento (peso, largura do tambor e carga estática linear), parâmetros de compactação (velocidade, frequência, amplitude e grau de compactação) e número de passadas por pista. O relatório também contém um gráfico que ilustra em que locais e com que intensidade a compactação já foi realizada. Gratuito, o aplicativo está disponível no Google Play e pode ser instalado em todos os smartphones Android e tablets com Android 6.0. “O acompanhamento no smartphone demonstra em tempo real como a compactação se desenvolve”, comenta Axel Mühlhausen, gestor de soluções digitais da Hamm. “Consequentemente, uma compactação homogênea e de alta qualidade também pode ser obtida por operadores mais jovens.”

Saiba mais:
Caterpillar: www.cat.com/pt_BR
Ciber: www.wirtgen-group.com/pt-ao/empresa/ciber
Dynapac: https://dynapac.com/br-pt
Sitech: www.sitechbr.com.br
Sotreq: www.sotreq.com.br