Comparativo técnico: empilhadeira articulada vs empilhadeira trilateral

Entender os aspectos técnicos por trás desta decisão é chave Leia a contribuição da Revista MundoLogística para este tema. A Combilift fez parte do estudo, traga seu desafio para nossos especialistas

Empilhadeiras articuladas e trilaterais podem parecer tecnologias complexas, este artigo traz informações relevantes para sua decisão

Avalie baseado em dados técnicas estas duas alternativas de maximização de densidade de armazenagem

O mundo está em constante transformação, tanto as pessoas, quanto as empresas precisam sempre evoluir, para a sua satisfação pessoal, dos seus clientes e para estar à frente de seus concorrentes. Nenhuma área pode virar as costas à inovação.

Na intralogística, há disciplinas que tratam de movimentação, armazenamento, consolidação/separação e recebimento/expedição de materiais. Relacionado a esse fluxo e a essas atividades, estão, obviamente, o depósito em que elas são processadas e a informação que permite que sejam realizadas com acuracidade e eficiência.

Some-se à informação as ferramentas de simulação e inteligência artificial, que aumentarão essa eficiência continuamente, simplificando as atividades para as pessoas e, dessa forma, minimizando e, eventualmente, eliminando o erro humano e, por fim, os equipamentos de armazenagem, separação/consolidação e movimentação de materiais.

Isso inclui as atividades de automação, cada vez mais precisas e com custos mais competitivos. As tecnologias de embalagem, separação e endereçamento, e a integração entre elas estão disponíveis em quantidades cada vez maiores, e o desafio passa ser como fazer a melhor escolha. Entretanto, passa
desapercebida uma demanda que, apesar de ter muita relevância, está com a sua implantação “atrasada”, em relação ao que está disponível e testado em outros lugares do mundo.

É necessário dar um foco maior à ocupação do espaço. Dentro da mentalidade enxuta das operações,
há ações para reduzir o estoque em processo, minimizar as rotas e distâncias percorridas, e os manuseios em excesso, mas relativamente pouco relacionados à otimização no uso de espaços.

Talvez, a última revolução tenha sido a do aumento das alturas de armazenagem, que passaram da barreira de 8-10 m e, hoje, chegam aos níveis de 16-20 m ou até mais. Do ponto de vista de largura de corredores, a última redução aconteceu na década de 80, quando a logística trocou as empilhadeiras contrabalançadas à combustão por empilhadeiras retráteis elétricas para corredor estreito.

Com vantagens de velocidade, altura de elevação, capacidade residual, custo de operação, ruído e emissões, depois de vencida a resistência do “novo”, atualmente, não se projetam depósitos de médio ou grande porte, que ainda usem empilhadeiras à combustão.

Este é um artigo técnico, que pretende apresentar e discutir as alternativas disponíveis para o próximo passo e que responde a uma pergunta simples: “como reduzir a largura do corredor e aumentar a densidade de armazenagem?”

Antes de entrar nas questões técnicas dos equipamentos que respondem a essa pergunta e as relações
diretas com o depósito e sua operação, lembre-se que:

• Espaço tem efeito direto no custo de construção,
• Aquisição, locação, impostos, energia para a iluminação e refrigeração;
• Espaço tem impacto direto em distância percorrida;
• Espaço pode inviabilizar o uso de determinados depósitos;
• Espaço pode obrigar o uso de área externa ou relocação de uma operação;
• Espaço pode impedir a expansão de operações de manufatura;
• Espaço pode impedir a conquista de um novo cliente;
• Espaço tem impacto direto na rentabilidade da empresa.

Quando se avaliam alternativas de aumento de densidade de armazenagem, há duas divisões: estruturas de armazenagem, que podem ser passivas ou mecânicas:

• Passivas: Convencionais, de profundidade simples ou dupla, drive-in e pushback, dinâmicas;
• Mecanizadas: Transelevador e paletes servoassistidos.

Não sendo o foco deste artigo, a última divisão (mecanizada) não será abordada.

Entre as soluções de empilhadeiras, destacam-se duas: trilaterais e articuladas. Os dois equipamentos
apresentam um ganho de posições de armazenagem da ordem de 15% a 30%, em relação a depósitos configurados para a operação de empilhadeiras retráteis convencionais. Ambas são tecnologias consolidadas, em operação no mundo todo há, pelo menos, 20 anos.

A empilhadeira articulada (Figura 1) segue o conceito de uma empilhadeira contrabalançada convencional de tração dianteira, com uma única alteração construtiva, que é a colocação de uma articulação entre a torre e as rodas dianteiras, que formam um conjunto único, e o chassis, onde ficam os controles, o operador e a bateria, ou o motor, no caso de empilhadeiras à combustão.

Para colocar e retirar o palete na posição, os chassis permanecem estáticos e a torre e as rodas dianteiras avançam e recuam. A torre apoiada diretamente sobre as rodas dianteiras mantém um ótimo residual de carga. A capacidade máxima é de 3.000 kg e a elevação máxima é 16 m.

A empilhadeira trilateral é dividida em duas classes, sendo man-down (Figura 2), que se utiliza de um chassi muito parecido com o da empilhadeira retrátil, portanto, sem elevação da cabine e man-up (Figura 3), que, nesse caso, o mastro principal é responsável pela elevação da cabine do operador e um mastro auxiliar eleva os garfos (esta segunda mais difundida no mercado brasileiro). Nos dois casos, são utilizados sistemas giratórios para virar o lado dos garfos e um conjunto de cremalheiras, onde correm para alcançar os paletes na estrutura. Ou seja, não há giro de chassi no corredor, apenas de garfos. São de tração elétrica exclusivamente e têm capacidade máxima de 2.000 kg, com máxima elevação de 17 m.

Na escolha das tecnologias, elegem-se quatro fatores que devem ser avaliados, dois deles são qualificadores. Se não atendidos, eliminam a alternativa. Os outros dois são diferenciadores, que apoiam a decisão. Os fatores qualificadores são a segurança e a velocidade global da operação.

Considera-se segurança o que está relacionado à preservação das pessoas, do produto manuseado, de toda a estrutura e equipamentos. A velocidade é o tempo total de levar o item processado do recebimento até a expedição, considerando as etapas intermediárias, como a inspeção, a armazenagem, a separação e a consolidação. Isso se aplica tanto a operações unicamente logísticas,
quanto a operações industriais.

No caso da empilhadeira articulada, a segurança do operador é garantida por uma cabine reforçada
e projetada para suportar impactos compatíveis com a máxima elevação de carga. A cabine aberta, com
visibilidade 360º , garante plena visibilidade da operação e das pessoas próximas à operação.

Todos os dispositivos de segurança são integrais, como o uso de cinto de segurança, sensor no assento do operador, luzes de ré e perímetro, giroflex e sinalização de perímetro. A posição do operador é paralela à carga, para facilitar a visualização, que é ajudada por um monitor auxiliar para maiores alturas.

Pela dinâmica de movimentação da torre, a colocação e a remoção do palete na posição são realizadas sempre transversalmente e com os chassis estáticos, o que reduz significativamente a possibilidade de contato tanto do palete, quanto dos chassis com a estrutura. Os chassis são, aproximadamente, 60% da largura total do corredor (Figura 4), o que dispensa a instalação de guias e, até mesmo, de protetores de coluna.

No caso da empilhadeira trilateral, a operação deve instalar guias que podem ser mecânicas (pistas em aço, que guiam as rodas localizadas na lateral do equipamento – Figura 5) ou indutivas (fios indutivos que são inseridos no piso, no corredor, onde o equipamento operará – Figura 6), que desabilitam a direção do equipamento, permitindo ao operador apenas a ação de acelerar o equipamento para frente ou para trás, enquanto estiver dentro do corredor. Isso se faz necessário, pois a largura do equipamento ocupa praticamente todo o corredor e essas guias evitam o impacto por erro humano. Isso permite uma operação mais rápida dentro do corredor.

A velocidade da operação da articulada é avaliada comparativamente com outras alternativas e é resultado de três conjuntos de características e movimentos. O primeiro é a velocidade de deslocamento e de elevação, que são comparáveis com outras empilhadeiras.

O segundo é as distâncias percorridas, naturalmente menores, em função da menor largura dos corredores e seu desempenho na transição entre os corredores, o que pode ser feito de frente ou ré, sem movimentos intermediários, e o acesso dos garfos à carga, que é realizado sem movimentos intermediários, a partir do momento que os chassis ficam estáticos no corredor. Notar que a posição do solo não estará em posição elevada, pois não são necessárias guias no corredor. O terceiro, relacionado à versatilidade, é que não são necessárias operações de transbordo. A empilhadeira articulada é capaz de acessar qualquer área do depósito, incluindo as externas. Sua mobilidade permite acessar áreas de produção, recebimento e seleção de pedidos (Figura 7).

A empilhadeira trilateral é um equipamento que traz grande produtividade, quando está dentro do corredor, no caso dos equipamentos man-up, também tem a vantagem de o operador estar próximo à carga, uma vez que a cabine sobe juntamente com ela, permitindo, inclusive, operações de picking de pequenas cargas.

O fato do operador não ter de se preocupar em “dirigir” o equipamento dentro do corredor, pois a direção está desabilitada pelas guias de corredor, faz com que este se preocupe mais em apenas acelerar e ter acesso à carga. Em contrapartida, o equipamento fica extremamente lento fora do corredor, devido as suas dimensões, ou seja, para melhor aproveitamento da trilateral, é melhor que o corredor seja o mais longo possível, para o equipamento ficar dentro dele.

Serão necessários, portanto, outros equipamentos para trazer e levar os paletes à área de armazenagem. É importante citar, também, que, em operações que utilizam a trilateral, nenhum outro equipamento ou pessoas podem entrar nos corredores, pois o operador da trilateral estará com a cabine elevada, sem a visão do solo. Por esse motivo, não pode haver túneis em operação com trilateral (Figura 8).

O aspecto do custo da articulada é o mais interessante para a adoção dessa tecnologia. O ganho de densidade de armazenagem, que justifica a sua aquisição contra as alternativas mais caras de construção ou locação de área maior ou operação paralela em área remota, é acompanhado, ao longo do seu tempo de vida, pela redução dos custos operacionais, que são:

• Relacionados à área: Energia de iluminação e refrigeração e impostos;
• Relacionados à manutenção: Por ser uma evolução da empilhadeira contrabalançada, é de construção robusta, utilizando pneus maciços de borracha e um controlador para as funções de tração, direção e elevação.

Ao usar os pneus de borracha, proporciona dois benefícios: maior durabilidade de seus componentes eletrônicos e mecânicos, e menor desgaste do piso. Note, também, que não há necessidade de pisos superplanos, mesmo quando se opera na altura máxima de elevação de 16 m. Essa característica de robustez, além de reduzir os custos operacionais, resulta em uma vida útil mais longa.

A manutenção do piso e estruturas também é simplificada. O piso, como já explicado, sofre menos impactos e desgaste. Mesmo se houver fissuras, não haverá efeito danoso à operação. As estruturas são beneficiadas pela inexistência de contato entre os garfos e os chassis com a estrutura, em função da dinâmica da operação de armazenagem e remoção das cargas.

Finalizando, as atividades de manutenção são simplificadas, em função do fácil acesso aos componentes e à baixa dependência de itens complexos, o que reduz os requisitos de qualificação do pessoal de manutenção. Em relação à operação, por ser de fácil operação, a familiarização é rápida, pois é operada como um automóvel.

Há alguns bônus na operação de empilhadeiras articuladas. Por sua capacidade máxima de até 3 toneladas, é possível instalar clamps e viabilizar a sua operação em corredores estreitos (Figura 9). Também, é possível fazer a operação simultânea em áreas externas, mesmo não pavimentadas, para as operações de carga e descarga, mesmo que tenham rampas.

O equipamento trilateral é composto por sistemas eletrônicos complexos e alta tecnologia em controladores individuais nos motores e devido ao sistema de travamento do volante e elevação de cabine, com um número expressivo de sensores que monitoram o equipamento. Isso resulta na necessidade de técnicos qualificados especificamente para a manutenção.

Devido às rodas de poliuretano ou vulkolan e ao peso do equipamento, que pode chegar a 13 toneladas, exige um piso liso e muito bem estruturado, com requisitos específicos de planicidade e integridade, ao longo de toda a vida da operação da empilhadeira trilateral, para manter a vida útil do equipamento e garantir a segurança da operação, quando a carga estiver elevada.

O equipamento é muito robusto e seguro, mas tudo tem um preço. Utiliza software dedicado, o qual somente um técnico especializado tem acesso.

A operação e a familiarização também são rápidas, apesar de mais complexas, e o equipamento é muito confortável a operação. Como os garfos giram 180º em relação ao chassi, isso limita a largura da carga. Cada empilhadeira é projetada para apenas uma dimensão de carga, para a qual tem sua operação otimizada.

O aspecto do espaço da articulada é similar ao da trilateral. Em primeiro lugar, há um ganho entre 20% e 25% do número de posições de armazenagem, em comparação à mesma área na operação de empilhadeiras retráteis.

Por sua manobrabilidade, é especialmente adequada em readequações de área, pois pode contornar
pilares junto ao corredor operacional e ocupar áreas mais restritas, com corredores mais curtos. Por usar corredores de interseção menores, permite introduzir mais túneis intermediários, para acelerar a velocidade de movimentação entre as diversas áreas do depósito.

O aumento do número de posições é em função da largura do corredor reduzido. Todas as demais características são similares às da retrátil: uso de túneis e corredores de interseção reduzidos e dimensão da sala de baterias.

Note que essa capacidade de adaptação é única para a empilhadeira articulada, tornando-a a melhor opção, no caso de operações transitórias ou adaptação de áreas existentes previamente.

Quando se trata de corredores com mais de 70 m de comprimento e altura de elevação de, pelo menos, 10 m, a operação minimiza os custos com a trilateral. O equipamento consegue reduzir ainda mais os corredores, mas pede uma área de transbordo maior do que o articulado. Por essa razão, um corredor mais longo consegue aproveitá-lo melhor, minimizando as trocas entre eles. Como não permite túnel (conforme citado anteriormente), o controle de curva ABC dos produtos deve ser diferenciado, visando minimizar as trocas de corredores na operação. Deve-se tomar cuidado no layout da estrutura, pois não podem haver obstáculos, como colunas nos corredores. Também, não é versátil fora do armazém e não é aplicável o equipamento trilateral. Por esse motivo, tem de ser confinado a esse ambiente.

Conclusão

O objetivo deste artigo é esclarecer sobre a opção de aumentar a densidade de armazenagem, tão desejada por meio de tecnologias já existentes, testadas e comprovadas. Cabe ao especialista em logística avaliar as demandas e especificações de sua operação e comparar com o que cada
uma das soluções apresentadas oferece, tanto as empilhadeiras articuladas, quanto as trilaterais.

Talvez mais importante do que avaliar os aspectos inerentes à implantação do projeto, como o custo, a capacidade de armazenagem, a velocidade e a produtividade, estejam os aspectos relacionados ao desempenho e à adaptabilidade da solução ao longo da vida da operação.

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Autores:

Jean Robson Baptista

Eletrônico Industrial pela Faculdade Salesiano e psicólogo humanista pelo Centro Universitário de Jaguariúna (UniFaj), é especialista em Logística pela Faculdade Curitibana (FAC) e Módulo Internacional de Empreendedorismo, em Boston, Estados Unidos, pela Fundação Getulio Vargas (FGV).

Além disso, possui Curso de Aplicação de Equipamentos VNA, em Reutlinglen, Alemanha, pela Kion, e Curso de Aplicação de Equipamentos de Trabalho Aéreo, em Luzzara, Itália, pela Airo Tigieffe, bem como experiência em gestão de pessoas, operações de manutenção de equipamentos de movimentação, financeiro/fiscal e área comercial com equipe de vendas, tendo o foco em aplicação de equipamentos de movimentação logística, otimização de espaço, tempo e mão de obra.

Rafael Kessler

Engenheiro mecânico e mestre em Administração de Empresas pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), é especialista em Internacionalização pela Fundação Dom Cabral (FDC) e possui experiência profissional nas áreas de engenharia de produto, qualidade e logística de empresas do segmento de autopeças, defesa e equipamentos de movimentação, tendo o foco em aumento de
eficiência logística pela eliminação de desperdícios relacionados ao espaço, tempo e segurança.