Veículos fora de estrada: principais falhas nestes ativos

Veículos fora de estrada são ativos utilizados em vários setores industriais para garantir a mobilidade e capacidade de transporte em terrenos difíceis. Esses equipamentos são projetados para transportar materiais pesados, escavar ou movimentar o solo.

Também podem ser empregados para perfurações de túneis, poços ou fundações. A operação desses maquinários acontece em ambientes de difícil acesso ou áreas muito acidentadas e isoladas, normalmente distantes da malha rodoviária urbana. Esses ativos, diferentes de veículos normais, contam com uma estrutura robusta, proporcionando durabilidade, ciclos de trabalho curtos e disponibilidade mecânica.

A seguir, conheça alguns segmentos em que veículos fora de estrada são muito utilizados.

Veículos fora de estrada na indústria de mineração

No setor de mineração, um dos principais aspectos do transporte de cargas é a densidade. Por conta disso, os caminhões e demais veículos fora de estrada utilizados neste segmento precisam estar preparados para operar em terrenos irregulares e com aclive, transportando cargas muito pesadas, sem que isso afete sua integridade ou a segurança dos motoristas. As vias da mineração possuem características adequadas para que os caminhões fora de estrada sejam operados de maneira eficiente e segura. Por se tratar de caminhões com capacidade de até 186 toneladas, as vias devem possuir curvas mais abertas.

Veículos fora de estrada no setor na indústria madeireira

Assim como na mineração, os veículos fora de estradas utilizados na indústria madeireira também transportam cargas pesadas em ambientes acidentados. Não é incomum que, neste segmento, os caminhões sejam operados em solos pouco compactados.

Veículos fora de estrada no setor de construção

Por vezes, obras acontecem fora do perímetro urbano ou, até mesmo, em lugares com a presença de poeira, topografia acidentada ou pistas em condições críticas de conservação. Dessa maneira, o motor de um veículo fora de estrada precisa ser robusto o suficiente para operar e suprir a demanda do elevado torque requerido nessas circunstâncias.

Características de veículos fora de estrada

Geralmente, os veículos fora de estrada possuem tração nas quatro rodas ou esteiras para garantir a estabilidade e a capacidade de manobra em terrenos adversos. Outro ponto importante ao se falar de veículos fora de estrada é a eficiência energética. Isso porque esses veículos utilizam cerca de 50% da sua energia para carregar seu próprio peso. Desse modo, o custo de operação destes equipamentos é elevado, visto que dispendem uma grande quantidade de energia para funcionarem.

Veículos fora de estrada se distinguem dos caminhões rodoviários por sua estrutura específica nas caçambas, caixas, pneus e eixos, permitindo transportar cargas entre 25 e 400 toneladas, dependendo do modelo. Esses veículos se destacam pela capacidade de carga e pela engenharia adaptada para suportar grandes pesos, com componentes dimensionados para operar sob essas condições, incluindo peças fundidas e mais resistentes, que conferem maior robustez à estrutura e exigem uma frequência de troca menor.

Os caminhões fora de estrada podem possuir chassi rígido ou articulado. Aqueles que apresentam chassi rígido normalmente possuem tração nas rodas traseiras e são ideais para movimentações em vias bem conservadas. Já os caminhões com chassi articulado apresentam tração em todas as rodas, têm a capacidade de movimentar-se sob diferentes condições climáticas, vias com acesso pouco conservado e com até 35° de aclive.

Esses veículos contam ainda com um sistema de lubrificação centralizada, fazendo com que todos os pontos recebam a dosagem correta sem a necessidade de intervenção de um profissional. A calibragem dos pneus também é fundamental para a operação, pois um pneu vazio pode elevar a temperatura de trabalho, levando à separação da carcaça.

Desafios na manutenção de veículos fora de estrada

Assim como qualquer ativo industrial, o segredo para garantir que o equipamento esteja sempre funcionando corretamente é o monitoramento contínuo dos indicadores de saúde. Entretanto, no caso dos veículos fora de estrada, isso se mostra uma tarefa muito difícil. Mas por quê?

Dificuldade de acesso: A estrutura de um veículo fora de estrada, seja ele um caminhão, uma escavadora, perfuratriz ou outro tipo, em geral, é bastante fechada e protegida, garantindo a robustez do equipamento. Outros pontos ficam em altura. Tudo isso dificulta o processo de coleta de dados manual e muitas vezes deixa pontos inacessíveis para a leitura de dados. Neste caso, a Solução de sensoriamento remoto da Dynamox oferece segurança, visto que o profissional não necessita estar próximo ao ativo para realizar as leituras. Os sensores Dynamox de vibração e temperatura monitoram continuamente os índices de saúde destes ativos sem a necessidade de um profissional por perto. Além disso, os dispositivos contam com certificados IP66 / IP68 / IP69 / EX, contribuindo ainda mais para a segurança das operações.

Exposição a riscos: Por conta de sua dimensão, carga e constante trânsito desses veículos, além de outros fatores, a atividade de inspeção pode expor os inspetores a riscos. Além disso, para a coleta de algumas informações, como dados de vibração, o veículo deve estar em operação.

Padronização da coleta: Outro desafio no monitoramento de veículos fora de estrada é padronizar as coletas, possibilitando que os dados sejam válidos para comparação e acompanhamento.

Modos de falhas em componentes de veículos fora de estrada

Falhas no motor de combustão

Este componente é responsável por transformar energia térmica em mecânica, fornecendo a força motriz necessária para o funcionamento do ativo. Os modos de falhas observados são:

• Filtro de óleo: O entupimento ou rompimento do filtro de óleo também pode ser uma das causas de falhas no motor de combustão, visto que sua função é evitar que impurezas o danifiquem.  

• Filtro de combustível: Vazamentos ou obstrução no filtro de combustível podem ocasionar problemas ao motor, aumentando muito o consumo de combustível do veículo.

• Filtro de ar: Problemas neste elemento, tais como obstrução ou má fixação das mangueiras, podem ser uma das origens de falhas no motor. Este filtro é fundamental para a saúde do motor e, quando não opera corretamente, pode causar a perda de sua eficiência.

Falhas na bateria

Este componente é o responsável por gerar energia para os demais componentes eletrônicos do veículo. O modo de falha mais comum ligada a este componente é o descarregamento, impedindo a partida.

Falhas no arrefecimento

Sendo o componente responsável por regular e controlar a temperatura do motor, ele pode apresentar falhas quando o líquido de arrefecimento está baixo, ou quando possui danos nas mangueiras, seja por entupimento, desgaste ou má fixação, ou ainda, quando apresenta danos na bomba de água.

Falhas nos freios de serviço e freio traseiro

É um componente fundamental, cuja função é reduzir a velocidade do veículo ou mantê-lo parado, realizando este processo de forma segura a partir de uma distribuição adequada da força de frenagem entre as rodas. Ele pode falhar por conta de desalinhamento ou desajuste no pino, má fixação ou mau contato da câmara de freio ou danos na válvula de segurança.

Caso de sucesso: implementação de monitoramento remoto contínuo em veículos fora de estrada

A Dynamox e a Vale desenvolveram um projeto de monitoramento de falhas em veículos fora de estrada na Mina de Carajás, localizada no estado do Pará. Antes da implementação da solução, para inspeção das rodas motorizadas, era necessário manter o veículo parado para que fosse possível entrar no porão e remover o pinhão da roda. Após a remoção do pinhão era necessário desmontar a carcaça das rodas motorizadas e, só então, era possível acoplar o acelerômetro e iniciar a coleta de dados.

O processo de coleta de inspeção das rodas motorizadas, além de inseguro, tornava necessário parar o veículo por cerca de 2 horas, diminuindo a produtividade. Sendo assim, a equipe de manutenção da Vale identificou oportunidades de melhoria e buscou aprimorar esse processo de coleta. Em parceria com a Dynamox, a solução encontrada foi a utilização de sensores sem fio de vibração e temperatura, possibilitando a coleta de dados de forma remota.

No caso da roda motorizada, o dispositivo é fixado dentro da roda e armazena os dados de vibração e temperatura em sua memória interna. Além disso, com uma periodicidade definida para cada caminhão, o inspetor realiza a coleta dos dados que estão salvos na memória interna do dispositivo, bem como obtém um espectro de vibração em uma condição estável e conhecida.

Essa condição conhecida ocorre ao colocar o caminhão em uma velocidade contínua durante uma curta trajetória. Nesse momento, com um tablet, o inspetor realiza a conexão com os sensores instalados nas rodas, a uma distância segura.

Trigger: dispositivo desenvolvido pela Dynamox para otimizar as coletas de dados

No projeto entre Vale e Dynamox mencionado acima, foi desenvolvido o Trigger, uma funcionalidade do Gateway que permite o monitoramento baseado na operação. A função desta solução era suprir uma necessidade particular do projeto: fazer as coletas em momentos específicos, sendo capaz de interpretar sinais diversos e atuar no disparo de ações de coleta espectral dos sensores associados.

Para identificação dos eventos, o Trigger possui entradas digitais, analógicas e CAN e permite a definição de diversas regras lógicas únicas ou combinadas para que o gateway entenda qual o melhor momento de coleta de dados e dispare o comando de realização de espectros nos sensores ao reconhecer esse momento.

O funcionamento do Trigger se baseia no disparo de ações em condições pré-determinadas e configuráveis, por meio de sinais recebidos em alguma das interfaces disponíveis. Desse modo, estes sinais podem ser: ação de basculamento, acionamento de equipamentos, rotação ou um conjunto de dois ou mais sinais.

A utilização do dispositivo Trigger é indicada em qualquer aplicação que não possua regime de funcionamento constante, como o exemplo dos veículos fora de estrada, permitindo a obtenção de dados correlacionáveis e comparáveis para a identificação de falhas e comportamentos.

Dessa maneira, a Solução Dynamox ajuda equipes de manutenção a superarem os desafios do monitoramento de veículos fora de estrada. Os sensores sem fio proporcionam uma coleta de dados de vibração e temperatura confiáveis e, além disso, o Gateway permite a coleta dessas informações sem expor os profissionais aos riscos de se trabalhar próximo a estes ativos. Por fim, o Trigger, inicialmente desenvolvido para a Vale, mas já amplamente utilizado para o monitoramento baseado na operação, garante a padronização das coletas conforme a necessidade.

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