Por Fernando Fuerte*

A manutenção de equipamentos de içamento e movimentação de cargas está prestes a passar por uma profunda transformação. A tecnologia de gêmeos digitais vem se apresentando como uma aliada poderosa para prever falhas, otimizar inspeções e garantir a segurança dos diferentes materiais utilizados em operações diversas, como em portos e na indústria.

Embora ainda de forma inicial, empresas e pesquisadores ao redor do mundo já aplicam a tecnologia de gêmeos digitais para monitorar em tempo real cargas, vibrações e deformações, obtendo como resultado menos paradas não planejadas, menor custo de manutenção e equipamentos mais seguros com maior disponibilidade.

Mas o que, exatamente, é esta tecnologia de gêmeos digitais? Trata-se de uma réplica virtual do equipamento ou de toda a infraestrutura na qual ele está inserido. Uma simulação computacional que recebe, por meio de sensores de IoT, dados em tempo real do comportamento de cada componente e de sua utilização. Diferentemente de um modelo 3D estático, o que temos é um “organismo vivo” digital, sincronizado com o ativo físico, sendo que qualquer alteração ou condição no mundo real se reflete no modelo virtual quase instantaneamente.

Ao registrar todos esses dados, a simulação pode calcular desgastes efetivos nos materiais em vez de depender de projeções, o que traz muito mais precisão na programação de manutenção, no controle da fadiga e de eventuais anomalias que podem ser antecipadas. Na prática, isso permite um planejamento mais efetivo de paradas para a realização de inspeção e manutenção, o que também aumenta os níveis de segurança.

Impactos na elevação e movimentação de cargas

Nos equipamentos de içamento e movimentação de cargas, como pontes rolantes industriais, guindastes de porto ou gruas de construção, essa cópia digital permite visualizar as cargas efetivas de trabalho. Vibrações, deformações e condições ambientais são analisadas em tempo real com a operação em andamento. Isso viabiliza um acompanhamento 24/7 do estado do equipamento, identificando padrões de desgaste e permitindo até mesmo realizar testes virtuais, simulando cenários extremos, como rajadas de vento ou falhas severas sem arriscar o equipamento real.

Ao avaliar os efeitos no modelo digital, é possível ajustar procedimentos antes de enfrentar essas condições de verdade. Um exemplo prático disso pode ser visto no porto de Roterdã, onde sensores de vibração integrados ao gêmeo digital das pontes rolantes permitiram detectar problemas mecânicos antecipadamente, resultando em 28% menos paradas de manutenção não programadas nesses equipamentos.

Esta tecnologia traz ganhos de segurança ao monitorar também tensões estruturais e oscilações, prevenindo sobrecargas e situações de risco antes que coloquem em perigo operadores e instalações. Por exemplo, se um guindaste móvel se aproxima de levantar uma carga que excede o limite seguro, ou se ventos fortes impõem esforços além do projetado, o gêmeo digital reconhece o cenário perigoso imediatamente e pode desacelerar movimentos ou emitir alertas automáticos, evitando acidentes.

Além disso, a alta capacidade de realizar testes virtuais ajuda fabricantes e operadores a aprimorar constantemente os protocolos de segurança e os limites operacionais. Esse monitoramento proativo já se reflete em resultados concretos: estudos reportam 40% menos incidentes em operações que utilizam gêmeos digitais, graças à identificação e mitigação de condições inseguras antes de se agravarem.

O potencial dessa tecnologia é ainda uma área a ser amplamente explorada e que faz parte da transformação digital que vem sendo demandada em quase todas as áreas. Atualmente, é um recurso implantado em poucas operações pelo mundo, mas com tendência a ter sua adoção acelerada nos próximos anos.

O setor portuário tem assumido a vanguarda na utilização de gêmeos digitais. Grandes portos globais, como Roterdã, Houston e Tianjin, já implementaram projetos-piloto e relatam ganhos de eficiência e segurança. No Brasil, o Porto de Santos iniciou em 2024 a implantação de seu gêmeo digital, desenvolvendo uma réplica virtual do canal de navegação e da infraestrutura portuária para monitorar operações em tempo real e antecipar problemas antes que impactem as atividades.

Aplicações em cabos de aço e içamentos

A possibilidade de ensaiar virtualmente manobras complexas, como a movimentação de uma peça excêntrica sob vento lateral, permite refinar o plano de içamento e a definição de pontos de ancoragem antes da execução. Quando a tomada de decisão passa a ser treinada com base em simulações coerentes com o equipamento real, há uma redução significativa de acidentes e danos no material.

Para quem vive o universo de cabos de aço e rigging, a pergunta principal é onde essa tecnologia toca o núcleo do içamento, que envolve cabo, polia e tambor. A resposta passa por três camadas. A primeira diz respeito à carga e ao ciclo operacional. Um gêmeo que registra, a cada içamento, o peso aplicado, as acelerações, o ângulo da lança e a duração do ciclo constrói um histórico fiel de esforços no sistema. Isso muda a discussão sobre fadiga do cabo, já que a vida útil não depende apenas do tempo transcorrido, mas do número de flexões sob carga ao passar pelas polias e ao se acomodar em camadas no tambor.

A segunda camada é geométrica e envolve a razão D/d, isto é, o diâmetro da polia dividido pelo diâmetro do cabo, além dos raios de curvatura efetivos. Quando o gêmeo mostra que a operação passou a utilizar uma configuração com D/d menor, por exemplo após a troca de uma polia, a predição de vida do cabo deve ser revisada para baixo.

Já a terceira camada é a condição física do próprio cabo, que inclui amassamentos por esmagamento em multicamadas, fios rompidos, corrosão e deformações localizadas. Nessa etapa entram os métodos de inspeção que a engenharia já domina e que podem ser integrados ao gêmeo digital, desde a inspeção visual padronizada até o ensaio eletromagnético do cabo, capaz de detectar perda de seção metálica e falhas internas.

Gêmeos digitais ainda estão no começo de sua curva de adoção, mas já apontam para um horizonte em que a manutenção deixa de ser um departamento reativo e passa a compor a estratégia de performance. Com sensores mais precisos, conectividade industrial confiável e modelos de análise maduros, o gêmeo digital tende a se tornar tão rotineiro quanto o plano de manutenção. Nesse estágio, guindastes, pontes rolantes e sistemas de rigging operarão com parâmetros definidos pelo histórico real de cada ativo, com limites e janelas de serviço calibrados por dados. O efeito disso será uma engenharia mais precisa, menos incerteza e maior disponibilidade de equipamentos convertida em produtividade.

* Fernando Fuertes é engenheiro e Desenvolvedor de Novos Negócios na Acro Cabos