O pneu certo para a aplicação certa

Será que está sendo dada a devida atenção ao ponto de contato entre o equipamento fora de estrada e o solo abaixo dele?

Em uma mina de minério de ferro na região de Pilbara, na Austrália, o calor pode ser a principal preocupação. Mas se o mesmo caminhão for utilizado em uma mina de cobre de alta altitude no Chile, as rochas afiadas podem representar uma ameaça maior, causando cortes e lascas.

“O mesmo caminhão, o mesmo tamanho de pneu, mas condições totalmente diferentes exigem designs de pneus diferentes”, diz Tech Wang, fundador e presidente da Techking Tires, uma empresa focada em soluções de pneus para equipamentos de mineração e construção.

Trata-se de uma observação que desafia um ponto de partida comum para a seleção de pneus: encontrar um produto que se adapte à máquina.

O ajuste é importante, mas o material que está sendo movimentado, a superfície sob as rodas e a forma como a máquina funciona ao longo de um turno também são.

Para Wang, compreender essas condições é a base do desenvolvimento específico para cada aplicação.

A resposta está no campo

“Costumo dizer à nossa equipe que a resposta está no campo”, diz Wang. “O desenvolvimento específico para cada aplicação significa adequar o pneu à máquina e às condições reais de trabalho.”

Essas condições vão muito além da classificação de um local como pedreira, mina ou projeto de construção.

Wang identifica cinco fatores que têm peso particular tanto na seleção de pneus quanto no design do produto:

• condições do solo, incluindo a uniformidade da superfície, a aspereza e a abrasividade;
• carga útil e o tipo e densidade do material transportado;
• temperatura – particularmente em extremos;
• distância percorrida por ciclo;
• velocidade operacional.

Em conjunto, influenciam o equilíbrio que um pneu deve alcançar entre tração, capacidade de carga, resistência ao desgaste, resistência a cortes e gestão térmica.

Inspirado nas patas dos ursos polares, o design biomimético da banda de rodagem do SNOWKING aprimora a aderência e a tração.

Uma visita ao Canadá proporcionou à Techking um exemplo particularmente visível.

Wang afirma que seus engenheiros observaram operadores fazendo sulcos adicionais em pneus de neve manualmente. Eles queriam mais aderência, mantendo a proteção contra pedras.

Após identificar uma necessidade semelhante no norte da Europa, a Techking trabalhou com um cliente na Noruega em um projeto de piso que, segundo Wang, foi inspirado nas patas dos ursos polares.

“Projetamos um padrão de piso em ziguezague”, diz ele. “Isso melhorou a aderência, mantendo os blocos da banda de rodagem fortes e duráveis.”

A Techking batizou o design de SNOWKING.

Wang argumenta que a lição vai além de um único produto. "O que aprendemos em campo não pode ficar restrito a um único engenheiro ou a um único projeto."

“Transformamos essas experiências em regras de projeto, modelos de simulação e métodos de teste que toda a equipe pode usar e aprimorar.”

O custo de uma incompatibilidade

A especificação dos pneus tem consequências que vão além dos intervalos de substituição. Wang afirma que um pneu inadequado pode aumentar o risco de falhas, enquanto o desgaste irregular, o lascamento e os danos prematuros podem reduzir sua vida útil.

A resistência ao rolamento também pode afetar o consumo de combustível ou energia de uma máquina.

Em uma mina que opera como um sistema de produção contínua, uma paralisação relacionada a um pneu pode gerar um custo que vai além do pneu danificado.

A máquina está fora de serviço, portanto, o trabalho que ela deveria realizar e os recursos necessários para recuperá-la passam a fazer parte do cálculo de custos.

“O verdadeiro custo de um pneu nunca é o preço de compra, mas sim o custo total de sua propriedade”, afirma Wang.

Isso faz da seleção de pneus uma decisão tanto para a frota quanto uma simples decisão de compra.

Um projeto que apresenta bom desempenho em uma aplicação pode gerar resultados diferentes quando a superfície, a carga ou o percurso mudam.

Da mesma forma, selecionar um pneu mais robusto isoladamente não garante que ele seja a melhor escolha para todos os ciclos de uso.

A questão útil é qual combinação de propriedades a operação requer.

Da visita ao local à especificação

O processo de desenvolvimento da Techking começa com os engenheiros observando a operação e conversando com operadores de equipamentos, equipes de manutenção e operadores de minas.

Tech Wang, fundador e presidente da Techking Tires.

Eles coletam informações sobre a máquina, a carga, a velocidade e a distância percorrida, e inspecionam os pneus já em uso, incluindo aqueles que foram removidos.

As equipes de produto e técnicas comparam então essas descobertas com os dados existentes e a experiência anterior.

Um pneu já existente pode atender à necessidade. Caso contrário, a Techking avalia se um novo projeto de desenvolvimento deve ser iniciado.

Após a aprovação do projeto, Wang afirma que a equipe traduz as observações de campo em parâmetros de engenharia, incluindo distribuição de carga por eixo, geração de calor e tensão de contato dos pneus.

Os projetistas podem então modelar a estrutura do pneu, o layout da cinta de aço, o composto de borracha e o padrão da banda de rodagem, e usar a simulação para avaliar possíveis projetos.

Na visão de Wang, essa tradução das evidências do local em uma especificação útil é um passo crucial.

Uma descrição como "o piso está lascando" identifica um problema, mas os engenheiros ainda precisam entender as condições de operação e o mecanismo por trás do dano antes de decidir o que mudar.

“Nossa capacidade de traduzir informações do local em especificações claras de pneus é uma vantagem competitiva fundamental do nosso sistema de desenvolvimento específico para cada aplicação”, afirma ele.

O serviço como fonte de inspiração

O desempenho do pneu dependerá, em grande parte, de como ele é usado e mantido após a instalação.

Wang destaca a pressão de inflação, as inspeções e o rodízio como áreas em que o suporte local pode ajudar os clientes a gerenciar a vida útil dos pneus.

A Techking utiliza diferentes modalidades de serviço de acordo com a operação: centros de serviço técnico em regiões de mineração, postos de serviço no local em algumas grandes minas e engenheiros de serviço que visitam canteiros de obras dispersos.

O trabalho deles também proporciona uma visão contínua de como os pneus se comportam fora do processo de desenvolvimento.

“O serviço de campo faz parte da pesquisa e desenvolvimento”, diz Wang.

Os engenheiros registram os danos e investigam as possíveis causas; as equipes de produto comparam o que encontram com as previsões da simulação.

Isso pode expor lacunas em um modelo e orientar mudanças em projetos ou compostos.

As mesmas informações podem ajudar o operador a decidir quando substituir ou rodar um pneu, ou se a pressão precisa ser ajustada conforme as cargas ou as estações do ano mudam.

Nesse sentido, a relação entre fabricante e frota não termina quando um pneu é instalado.

Cada período de serviço oferece evidências sobre se a solicitação inicial estava correta.

Novas exigências para os pneus

Wang prevê o surgimento de novos desafios à medida que as máquinas aumentam de tamanho e a eletrificação e a automação se desenvolvem.

Cargas úteis maiores aumentam as exigências em relação à capacidade de carga e ao gerenciamento térmico.

Com o aumento da utilização de sistemas de propulsão elétrica, a resposta do torque e a resistência ao rolamento tornam-se fatores mais importantes, levantando a questão de como equilibrar a durabilidade com a eficiência energética.

A operação autônoma cria outra exigência: a capacidade de entender a condição dos pneus sem depender exclusivamente de uma pessoa inspecionando a máquina.

“Em uma mina automatizada, ninguém toca no pneu para sentir sua temperatura ou verificar o desgaste”, diz Wang. “A condição do pneu precisa ser monitorada por dados.”

A Techking está desenvolvendo sistemas digitais destinados a conectar informações sobre pneus com a máquina, as condições de operação e o local.

iTechking, plataforma integrada de IA e nuvem para veículos, pneus e estradas.

“Em última análise, o pneu e o equipamento pesado precisam funcionar em conjunto”, afirma. “Com isso em mente, desenvolvemos a plataforma iTechking, que conecta a máquina, o pneu e a estrada por meio da nuvem.”

O objetivo é contextualizar as leituras dos pneus dentro de seu funcionamento. Uma temperatura anormalmente alta dos pneus, por exemplo, precisa ser analisada juntamente com a carga, a velocidade e as condições da estrada para entender o que está acontecendo.

“Podemos usar dados em tempo real para analisar isso, juntamente com modelos de simulação, para avaliar o desempenho e atualizar o design dos pneus”, diz Wang.

Reunir dados de aplicação pode ajudar a melhorar a compatibilidade entre máquina, pneu e condições de trabalho, além de fornecer experiência operacional para desenvolvimentos futuros.

“Os dados sobre pneus precisam apoiar as decisões operacionais, ajudando a identificar potenciais problemas precocemente e a reduzir o tempo de inatividade não planejado”, afirma.

Um papel mais amplo para o fabricante

Wang prevê uma colaboração mais estreita entre fabricantes de pneus, fabricantes de equipamentos e operadores de frotas à medida que as máquinas se tornam mais conectadas.

O envolvimento precoce pode ajudar a definir os requisitos de pneus enquanto uma nova máquina ainda está sendo desenvolvida.

Durante a operação, o compartilhamento de dados pode ajudar as frotas a identificar problemas mais cedo e a gerenciar o desempenho ao longo da vida útil do pneu.

“Estamos passando de fornecedores de pneus para parceiros de desenvolvimento e operação conjunta”, afirma ele.

Essa ambição começa com um princípio simples: o pneu, a máquina e o local influenciam-se mutuamente.

Como demonstram os exemplos australiano e chileno, um pneu adequado não pode ser determinado apenas pelo modelo e tamanho da máquina.

A escolha deve ser feita com base no trabalho que a máquina realmente irá realizar.

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Este artigo foi produzido pela KHL Content Studio, em colaboração com especialistas da Techking.

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Todas as imagens são cortesia da Techking.

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