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Conheça o roadheader, a versátil máquina com lança giratória usada em minas e túneis, capaz de escavar onde TBMs não chegam, e que carrega um caminhão em minutos.
O roadheader, também conhecido como fresadora pontual, é uma máquina de escavação de face parcial robusta e versátil, essencial na mineração e construção de túneis. Apelidada de “Pica-Pau da Escavação”, esta máquina com lança giratória esculpe rochas e solos com precisão, sendo uma alternativa mais segura e flexível que métodos tradicionais em muitas situações.
Sua capacidade de criar perfis complexos e operar em condições onde TBMs (Tunnel Boring Machines) podem não ser ideais a torna uma ferramenta crucial. Este artigo explora a evolução, o funcionamento, os tipos e as inovações desta máquina, que pode carregar um caminhão em minutos com o material escavado.
O que é o roadheader? apresentando a máquina com lança giratória
Um roadheader é uma máquina com lança giratória equipada com uma cabeça de corte rotativa com dentes (picks) que desagrega mecanicamente rochas e solos. Sua principal característica é a capacidade de escavar parcialmente a frente do túnel, permitindo a criação de perfis de variados tamanhos e formas geométricas com alta precisão. O apelido “Pica-Pau” ilustra seu modo de operação, “esculpindo” o túnel.
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Originalmente usados na mineração de carvão, os roadheaders foram introduzidos na engenharia civil nos anos 1970. Sua evolução tecnológica resultou em máquinas mais pesadas (até 120-135 toneladas) e potentes (cabeças de corte >400-500 kW), expandindo sua aplicação para rochas mais duras e abrasivas. Eles são comuns pela alta mobilidade e por permitirem acesso imediato à frente de escavação para instalação de suporte.
Anatomia e funcionamento desta máquina com lança giratória
Os principais componentes de um roadheader, a máquina com lança giratória, incluem a cabeça de corte (cutterhead), a lança (boom), o chassi com sistema de locomoção (esteiras) e o sistema de coleta e transporte de material (mucking system). A cabeça de corte, com dentes de carbeto de tungstênio, pode ser transversal (para rocha dura) ou axial (para maior precisão). A lança, controlada por cilindros hidráulicos, posiciona a cabeça de corte.
O processo de escavação começa com a cabeça de corte rotativa pressionada contra a rocha, fragmentando-a em lascas. O material escavado é recolhido por uma placa (apron) e direcionado a um transportador interno (corrente ou correia), que o leva para a traseira da máquina para descarregamento. Sistemas hidráulicos e elétricos fornecem potência, enquanto sistemas de supressão de poeira e ventilação garantem a segurança.
Versatilidade em ação
A máquina com lança giratória é usada na construção de túneis rodoviários, ferroviários, hidráulicos e de saneamento, além de minas subterrâneas de carvão e outros minerais. Sua flexibilidade para escavar diferentes perfis (ferradura, retangular) e navegar em curvas a torna ideal para projetos de engenharia civil, como o túnel de Küçüksu em Istambul, onde um Herrenknecht SM1 foi usado.
O desempenho em rocha dura é um desafio, com um limite tradicional de Resistência à Compressão Uniaxial (UCS) de 100 MPa. Contudo, modelos recentes como o Sandvik MT721 e o Antraquip AQM 175 visam rochas mais resistentes. Fatores como fraturamento da rocha (RQD), abrasividade (teor de quartzo) e presença de água influenciam significativamente a taxa de corte e o consumo de ferramentas. Modelos de previsão, como os do EMI (Colorado School of Mines), ajudam a estimar o desempenho.
Roadheader ou TBM?
A escolha entre um roadheader (uma máquina com lança giratória) e uma TBM depende das especificidades do projeto. Roadheaders oferecem maior flexibilidade de perfil e trajetória, menor custo de capital inicial e acesso imediato à frente, sendo ideais para túneis curtos, perfis não circulares (cerca de 65% dos túneis urbanos) e geologias variáveis. Produzem menos vibração que o desmonte com explosivos.
As TBMs, por outro lado, alcançam taxas de avanço muito superiores em túneis longos e rocha competente, e são melhores para rochas extremamente duras e abrasivas em grandes distâncias. A decisão considera o comprimento do túnel, forma, geologia, restrições do local e orçamento. Para túneis curtos a médios ou com muitas variações, a máquina com lança giratória é frequentemente a mais adequada.
Inovações e tendências para a máquina com lança giratória
O futuro da máquina com lança giratória aponta para maior automação e inteligência. Sistemas de controle remoto avançados (SANY, Alpha IND TECH) e automação do processo de corte (SAU-PK da SPARC) aumentam a segurança e eficiência. A tecnologia de Gêmeos Digitais (Digital Twins), usando Realidade Mista (HoloLens), está sendo pesquisada para monitoramento e controle imersivo e em tempo real.
Avanços em materiais para ferramentas de corte (picos tipo “coroa”, porta-ferramentas lubrificados, mini-discos), sistemas de guiamento por laser e monitoramento de desgaste em tempo real (TMAC) são cruciais. O foco em sustentabilidade impulsiona a busca por maior eficiência energética e melhor mitigação de poeira e ruído, transformando o roadheader em uma plataforma de escavação cada vez mais inteligente e adaptativa.
Conteúdo informativo, muito interessante sobre tecnologia,.