Potência do guindaste de torre: ganhos de eficiência

Daniel Gwóźdź explicando o sistema de acionamento com economia de energia. Foto: Joe Mather/KHL

Como único fabricante de guindastes de torre na Polônia, a Krupinski vem construindo seu nome nos últimos seis ou sete anos, primeiro na Polônia, agora no resto da Europa e além.

Um fator de diferenciação que a empresa trabalhou arduamente para alcançar, do ponto de vista tecnológico, é seu novo sistema de acionamento elétrico para guindastes de torre, que traz benefícios de economia de energia de até 40 por cento para o proprietário e/ou operador do guindaste.

Foi explicado por Daniel Gwóźdź, CEO e coproprietário da Krupinski Cranes, em sua apresentação na conferência International Tower Cranes (ITC) em Roma, Itália, em julho de 2025.

Muitos guindastes de torre, provavelmente a grande maioria, agora possuem inversores de frequência – fornecimento de energia controlado por computador e regulado eletronicamente. O objetivo de Krupinski era encontrar uma solução melhor.

É possível obter economias de até 40%, afirmou Daniel Gwóźdź. Foto: Joe Mather/KHL

Economia de energia

Uma redução no consumo de eletricidade de até 40% pode ser alcançada com o novo sistema de acionamento da Krupinski, destaca Gwóźdź. "Para alcançar a economia de energia, decidimos migrar dos motores assíncronos para motores síncronos de ímã permanente (PMSM) com servoacionamentos, que oferecem a mais alta eficiência do mercado."

PMSM são conhecidos na indústria, mas não em guindastes, diz Gwóźdź. Eles não têm corrente de partida durante a partida, o que é muito importante na conexão de energia do guindaste. O torque máximo está disponível a partir de zero rotação. Assim, o freio se torna apenas um equipamento de segurança no guincho.

Os guindastes são projetados para serem operados com controle de movimento muito preciso e suave. Não há perda de energia na forma de calor, portanto, o motor também não requer um sistema de resfriamento externo, o que é especialmente benéfico em países quentes.

Ao contrário de outros guindastes, as sequências de fases não são um problema. Se o cabo de alimentação do local for cortado durante a noite e os técnicos de manutenção o consertarem, mas mudarem as fases, o guindaste continuará funcionando normalmente, diz Gwóźdź. A garantia oferecida pelo fabricante do motor é de 20.000 horas de operação, para problemas mecânicos e de campo magnético. Isso equivale a cerca de 10 anos de operação.

A comparação dos motores assíncronos de um guindaste típico de 5 toneladas mostra um contraste gritante em termos de peso. Um motor de elevação assíncrono de 18,5 kW pesa 350 kg, mas o equivalente do tipo PMSM de 22 kW pesa apenas 85 kg. Da mesma forma, no motor de giro de 3 kW, normalmente 90 kg, contra um PMSM de 4 kW que pesa 17,3 kg. O motor de carrinho típico de 4 kW pesa 85 kg, enquanto seu equivalente do tipo PMSM tem 5 kW e pesa menos de um quarto, 20,1 kg. Mesmo com o peso bastante reduzido, ainda há mais potência no eixo, afirma Gwóźdź.

Como é feito

Daniel Gwóźdź, CEO e coproprietário da Krupinski Cranes. Foto: Joe Mather/KHL

"Não conseguíamos entender no início – por que há uma diferença tão grande na economia de energia entre motores assíncronos e servoacionamentos?" A análise de gráficos tridimensionais que mostravam o padrão de potência do motor em funcionamento forneceu algumas respostas. Operar motores padrão em velocidade máxima e sob uma variedade de cargas resultou em uma faixa de eficiência de 84% a 70%, enquanto o acionamento PMSM apresentou eficiência quase sempre superior a 90%.

Em velocidades mais baixas, a diferença era ainda mais pronunciada. Com guindastes de torre, muitas vezes se trabalha muito lentamente, com movimentos precisos, e aí a diferença é enorme, diz Gwóźdź. A eficiência dos motores assíncronos nessa situação é de apenas 40%. O restante da energia é perdido na forma de calor, exigindo o resfriamento dos motores.

Para agravar a situação, decidimos aplicar o gerenciamento de energia aos guindastes, instalando uma bateria de [43 kW-h] entre a conexão de energia da rede e o guindaste. Krupinski adicionou um recurso de regeneração ou recuperação de energia a todos os acionamentos para recarregar a bateria. "Nosso guindaste de oito toneladas pode operar continuamente com uma conexão de rede monofásica [230 V, 60 A]. Sem uma conexão de energia da rede elétrica, é possível trabalhar até 17 horas no guindaste com essa bateria."

Antes de construir um protótipo de guindaste, o novo princípio de acionamento foi testado por quase dois anos na Universidade de Gdansk, na Polônia. Os dados coletados ajudaram os fornecedores de motores e acionamentos a construir os novos acionamentos. Elevadores para guindastes de 5 a 10 toneladas foram construídos e testados. O primeiro guindaste com servoacionamentos foi montado em 2021 e os testes começaram, ao vivo, em um canteiro de obras, com bons resultados, diz Gwóźdź.

Veja um vídeo desta apresentação de Krupinski por Daniel Gwóźdź na conferência ITC de 2025.