¿Cuál es el futuro de la energía alternativa?

Excavadora compacta totalmente eléctrica Wacker Neuson EZ17e de 1,7 toneladas (Foto: Wacker Neuson)

Si en el pasado la idea de renovar su parque de máquinas de construcción le provocaba ansiedad, mire hacia otro lado ahora; las cosas están a punto de volverse mucho más complicadas.

Además, si pensabas que se trataba simplemente de pasar del diésel al eléctrico, pues ni siquiera ahí es tan sencillo. Para empezar, veamos la tecnología de las baterías...

Uno de los principales inconvenientes de las baterías de iones de litio que están empezando a introducirse en las carreteras en la construcción es su modesta densidad de potencia, que actualmente limita su capacidad para alimentar equipos pesados durante una jornada laboral completa.

Otro inconveniente –quizás incluso más importante– es el coste. Mientras que se preveía que el coste de las baterías (y, por tanto, el coste de los equipos de construcción que funcionan con baterías) disminuiría a medida que la tecnología se generalizara, en realidad el coste del litio se ha disparado, lo que es una de las razones por las que el precio de compra de una batería -máquina eléctrica que actualmente cuesta entre dos y tres veces más que su equivalente diésel.

Incluso teniendo en cuenta posibles reducciones en los costos de combustible y mantenimiento durante la vida útil de la máquina, muchos contratistas dudarán en dar el paso, especialmente teniendo en cuenta los desafíos actuales de densidad de potencia.

Activando opciones de energía alternativas

Una excavadora de 20 toneladas, por ejemplo, tendrá dificultades para dar un día completo de servicio ininterrumpido con baterías de iones de litio, aunque la máquina de 22 toneladas totalmente eléctrica y recientemente presentada por Volvo , la EC230, promete un turno de 8 horas. , con una carga de alta potencia “durante la pausa para el almuerzo”. Esta máquina se está probando actualmente con los clientes, pero supondrá un gran avance para las máquinas de este tamaño si llega al mercado.

La excavadora eléctrica EC230 de Volvo promete una reducción de hasta un 70% en los costos de funcionamiento en comparación con el diésel (Foto: Volvo CE)

A pesar de que una serie de máquinas eléctricas de batería de mayor tamaño están causando sensación en la construcción, el hecho es que, sin avances significativos, tanto en la capacidad de almacenamiento de energía como en el costo, es probable que la electricidad siga siendo el “combustible” elegido sólo para las máquinas móviles compactas.

En equipos compactos, la tecnología presenta algunas ventajas claras, especialmente para proyectos que se llevan a cabo en áreas urbanas u otras áreas sensibles o cerradas; Estos incluyen cero emisiones locales y una reducción significativa del ruido, así como un mantenimiento y servicio simplificados.

Por ejemplo, Wacker Neuson , especialista en equipos de construcción urbana, lanzó recientemente su miniexcavadora eléctrica EZ17e de 1,7 toneladas ; el primero de su tipo con giro de cola cero.

La compañía dice que la máquina puede funcionar durante un día laboral típico, así como funcionar continuamente en una posición estacionaria, con una conexión a una fuente de energía.

Además, según Wacker Neuson , la excavadora se puede recargar en cinco o seis horas mediante una toma de corriente monofásica común de 240 voltios.

Aunque todavía están en su infancia en la construcción, las máquinas eléctricas de batería como ésta se consideran cada vez más como una tecnología imprescindible para los contratistas que licitan proyectos en el centro de la ciudad.

Sin embargo, hay otras tecnologías energéticas disponibles y todas están mordisqueando el pastel que alguna vez fue dominio exclusivo del diésel.

¿Cuáles son los beneficios del HVO?

El HVO (aceite vegetal hidrotratado) es de especial interés para el fabricante de equipos Liebherr.

El HVO se obtiene, por ejemplo, a partir de residuos de aceite de cocina, grasas y residuos de grasas, grasas residuales y aceites vegetales. La fabricación y el uso de HVO son casi neutrales desde el punto de vista climático cuando en el proceso de producción solo se utilizan fuentes de energía renovables.

En su forma pura o como aditivo al diésel convencional, muchas máquinas ya pueden funcionar de forma casi neutra desde el punto de vista climático, ya que el HVO se puede utilizar directamente en combinación con motores de combustión convencionales sin necesidad de convertir la máquina. De este modo, las emisiones de CO2 se pueden reducir significativamente, hasta un 90% en comparación con el diésel convencional.

Liebherr afirma que todos sus motores están homologados para HVO, sin necesidad de reequiparlos. La empresa asegura que el HVO que utiliza procede principalmente de residuos vegetales y está completamente libre de aceite de palma.

Liebherr dice que todos sus motores están listos para aceptar HVO, sin necesidad de conversión (Foto: Liebherr)

El problema de este combustible es su disponibilidad; Es poco probable que la cantidad de residuos adecuados necesarios para la producción de HVO esté disponible en cantidades suficientes de forma permanente.

Sin embargo, Liebherr cree que el HVO representa actualmente una opción de combustible que puede contribuir de manera importante a la desfosilización de la industria.

Otro importante fabricante, Komatsu, también está apostando fuerte por el aceite vegetal, tras haber anunciado recientemente un cambio al HVO como combustible de llenado de fábrica para equipos producidos en Europa.

La medida comenzó el mes pasado en las plantas de Hannover, Alemania, y Birtley, en el Reino Unido.

Al igual que Liebherr, Komatsu afirma que los motores de combustión de sus máquinas (incluidos los producidos para las industrias de la construcción y la demolición) pueden funcionar con HVO sin necesidad de modificaciones y describe el cambio como un paso importante hacia la reducción de su impacto medioambiental.

Este cambio a HVO va de la mano de la continua investigación y desarrollo de Komatsu de una gama de tecnologías y soluciones de energía alternativa, como máquinas eléctricas y de hidrógeno.

Hidrógeno como combustible para equipos de construcción

Hablando de hidrógeno, todavía parece que no se sabe si prevalecerá la tecnología de pilas de combustible de hidrógeno o el hidrógeno como combustible dentro de un motor de combustión interna.

Sin embargo, tras una extensa investigación en ambas tecnologías, JCB ha estado ensalzando las virtudes del hidrógeno como combustible.

Llenado de una máquina Komatsu con HVO en la planta de la empresa en Hannover, Alemania (Foto: Komatsu)

Hablando con Becky Schultz de KHL sobre el tiempo y el esfuerzo que JCB ha dedicado al desarrollo de esta tecnología, Tim Burnhope, director de innovación y crecimiento de la compañía, dijo: “Estudiamos los 76 artículos (experimentos de universidades, empresas importantes) y lo que descubrimos cuando Llegamos al final y la mayoría de esos motores eran conversiones”.

Los investigadores se dieron cuenta de que la mayoría de los intentos académicos implicaban intentar poner hidrógeno en un motor de encendido por chispa existente.

Burnhope dijo: “No pondrías gasolina en un motor diésel y esperarías que funcionara. Y eso es realmente lo que la gente ha estado haciendo con el hidrógeno.

“El problema era que la combustión probablemente era a alta presión y alta temperatura. Los combustibles probablemente eran demasiado ricos. Entonces, los resultados fueron bastante pobres ”.

Después de analizar los estudios, los ingenieros de JCB identificaron 11 desafíos técnicos clave que debían abordarse. De estos, la mayoría, dijo Burnhope, volvieron a cómo se quema el hidrógeno en primer lugar, incluida la necesidad de quemar a una temperatura y presión mucho más bajas y en una mezcla muy pobre de hidrógeno y aire.

JCB ahora tiene su motor de combustión de hidrógeno instalado y funcionando en múltiples equipos, y los motores de preproducción están saliendo de una línea de producción dedicada en el Reino Unido.

Paul McCarthy, ingeniero jefe de rendimiento, controles e integración de motores de hidrógeno de JCB, dijo sobre los desarrollos: “De hecho, hemos construido nuestro motor de hidrógeno número 50, por lo que esto no es un experimento científico. Esto es real. Esto está ocurriendo. Ya estamos probando nuestras técnicas de producción [para que] esté listo para construir”.

Pilas de combustible

En el reciente evento Hannover Messe en Alemania, Accelera , una división del fabricante de motores Cummins, exhibió una gama de soluciones de hidrógeno, incluida lo último en tecnología de pilas de combustible.

El motor de pila de combustible de cuarta generación de Accelera: el FCE150 (Foto: Accelera)

La compañía dice que su tecnología de celda de combustible de membrana de intercambio de protones (PEM) utiliza hidrógeno puro para generar electricidad sin emisiones, que puede usarse en equipos de construcción pesados.

De hecho, Accelera afirma que la tecnología es escalable y liviana y puede personalizarse para satisfacer las demandas de aplicaciones de todos los tamaños.

En su stand en Alemania, la compañía mostró su motor de pila de combustible de cuarta generación, el FCE150. El motor modular funciona sin gases de efecto invernadero ni emisiones comunes y se puede apilar para generar una solución de 300 kW, lo que lo hace adecuado para máquinas todoterreno de servicio pesado.

Se podría decir que los fabricantes de motores y equipos están indecisos sobre el futuro de la tecnología energética. Ellos mismos dirían que no existe una única fuente de energía que sustituya al diésel en la industria de la construcción.

Es posible que los contratistas sientan ansiedad por la compra de equipos durante algún tiempo.