¿Son los equipos eléctricos la respuesta?

25 November 2021

En todo el mundo los lugares de trabajo están experimentando un aumento en las regulaciones gubernamentales para bajas emisiones y zonas silenciosas donde los motores de combustión interna tienen un uso limitado o están completamente prohibidos. En respuesta, los fabricantes están diseñando y produciendo máquinas respetuosas con el medio ambiente para cumplir con estos requisitos.

“El paso a la energía eléctrica es una transición que se está acelerando”, dice Åsa Alström, directora de comunicaciones estratégicas de Volvo CE, en relación con las iniciativas de sostenibilidad de Volvo, sus equipos ecológicos y más.

Las políticas gubernamentales y las tendencias del mercado buscan reducir el uso de motores de combustión en aplicaciones tanto dentro como fuera de la carretera para abordar el cambio climático y mitigar la contaminación del aire.

Emisiones de carbono de la construcción
La L25 de Volvo CE en funcionamiento despejando carreteras en un sitio de Eberhard, Suiza. La L25 de Volvo CE en funcionamiento despejando carreteras en un sitio de Eberhard, Suiza.

“Tanto Volvo Group como Volvo CE tienen un compromiso muy fuerte de cumplir los requisitos del Acuerdo de París sobre el cambio climático y reducir las emisiones de carbono. También vemos una fuerte ambición en las hojas de ruta de nuestros clientes hacia la reducción de sus emisiones. Los crecientes incentivos para disminuir las emisiones y los objetivos de cero emisiones que entraron en juego en los últimos años han tenido un marcado efecto en el aumento de los equipos eléctricos”, señala Alström. “Los gobiernos, tanto a nivel local como nacional, están adoptando políticas de aire limpio, por lo que si los contratistas quieren ganar estas licitaciones, deben demostrar que están trabajando con equipos con emisiones reducidas o nulas”.

Para la mayoría de los contratistas que consideran el cambio a máquinas eléctricas, el mayor desafío es simplemente un cambio de mentalidad hacia los equipos eléctricos. “Los clientes deben disponer de una infraestructura de carga adecuada para garantizar que las máquinas funcionen según lo previsto”, explica la ejecutiva. “Si bien una configuración de 110 voltios cargará las unidades con el tiempo, es necesaria una configuración de 240 voltios para cargar las máquinas rápidamente”.

En lugares de trabajo remotos, puede ser necesario un panel solar para proporcionar energía cuando una red eléctrica no es una opción.

“También es vital continuar desarrollando nuestra oferta de baterías, un área en la que Volvo CE ya se está enfocando con la intención de llevar los beneficios de la capacidad mejorada de la batería a nuestros clientes”, comenta.

Volvo CE ha trabajado durante los últimos años en la introducción de máquinas eléctricas de batería, equipos alimentados con pilas de combustible de hidrógeno y soluciones mejoradas de motores de combustión interna. La compañía ya tiene disponibles en el mercado la excavadora eléctrica ECR25 y la cargadora de ruedas eléctrica L25, y se encuentra actualmente en una fase piloto para el cliente con su excavadora mediana eléctrica EC230 de 22 toneladas y la excavadora eléctrica EC55.

“Los clientes pueden esperar que se comercialicen más soluciones eléctricas en los próximos meses y años”, indica Alström. “Como parte de nuestro firme compromiso de cambiar hacia la electricidad, Volvo CE también estableció como objetivo que el 35% de todos los vehículos vendidos sean eléctricos para 2030. Ello está alineado con nuestra ambición de liderar la industria para alcanzar hacia 2040 emisiones netas de gases de efecto invernadero en la cadena de valor cero, un compromiso validado por la iniciativa Science Based Targets”.

Acceder a la industria y al equipamiento eléctrico.
En 2014 JLG presentó el primer elevador de pluma verdaderamente híbrido diésel/eléctrico. En 2014 JLG presentó el primer elevador de pluma verdaderamente híbrido diésel/eléctrico.

Mientras se están diseñando y presentando equipos eléctricos más grandes, un sector sí ha estado produciendo máquinas exclusivamente eléctricas desde mediados de la década de 1990: la industria del acceso.

JLG Industries es uno de esos pioneros. En 1994, el fabricante de equipos de acceso más grande del mundo debutó con el primer elevador de pluma totalmente eléctrico, seguido poco después, en 1999, del único elevador de pluma impulsado por celda de combustible, presentando en 2014, el primer elevador de pluma verdaderamente híbrido diésel/eléctrico: el H340AJ.

“El mercado de equipos aéreos ha cambiado en los últimos años”, dice Jennifer Stiansen, directora de marketing de JLG. “En el pasado, los propietarios de equipos querían plataformas de trabajo elevadoras móviles impulsadas por el motor de combustión interna más grande y potente que pudiera soportar un modelo de máquina individual. En general, cuanta más potencia entregue una máquina, mejor. Pero hoy, eso ha cambiado. Las regulaciones de motores Tier IV final más estrictas han hecho que los motores sean más complejos, incluida la adición de un DPF en la mayoría de los modelos de más de 74 HP. Combinado con estándares ambientales más estrictos en todo el mundo, estamos viendo un cambio hacia la compra de máquinas con la potencia del motor suficiente y/o un cambio a motor/batería híbrida o energía de batería exclusiva cuando sea factible”, explica.

El nuevo elevador de tijera DaVinci AE1932 totalmente eléctrico y sin sistema hidráulico. El nuevo elevador de tijera DaVinci AE1932 totalmente eléctrico y sin sistema hidráulico.

JLG señala que está experimentando un aumento en la demanda de máquinas más ecológicas y versátiles no solo por sus beneficios ambientales, sino también por el deseo de reducir el costo total de propiedad (TCO).

Por ejemplo, la compañía manifiesta que los elevadores de tijera totalmente eléctricos reducirán el TCO total en un 30-40%, cifra a la que se llegó al revisar miles de registros de mantenimiento de empresas de alquiler y de valores de reventa en comparación con los reemplazos de piezas esperados y los beneficios operativos que equipos como el elevador de JLG, DaVinci, pueden ofrecer.

Además, las regulaciones de motores Tier V en Europa harán avanzar aún más el costo de la tecnología de motores en un momento en que los costos de las baterías de iones de litio están bajando.

Tecnología de batería de iones de litio

A principios de febrero, la empresa matriz de JLG, Oshkosh Corporation, invirtió US$25 millones en Microvast, un desarrollador de tecnología de baterías de iones de litio para vehículos eléctricos comerciales y especiales. El anuncio se hizo más de un año después de que JLG presentara formalmente su plataforma elevadora de tijera DaVinci AE1932, totalmente eléctrica y sin sistemas hidráulicos.

La DaVinci funciona con una sola batería de iones de litio de 24 voltios que se puede cargar completamente en 3,5 horas. Si la batería se agota y se necesita más energía, se puede cargar durante cinco minutos para obtener 100 pies (unos 30 metros) de impulso y suficiente torque para la carga. JLG dice que la batería tiene una vida útil de diez años y no requiere mantenimiento.

“Creemos que el mercado seguirá viendo un cambio de impulso hacia productos electrificados en aplicaciones de interior y ambientalmente sensibles. También creemos que hay soluciones más avanzadas en el horizonte”, dice Stiansen.

Agrega la ejecutiva, “una vez más, tome nuestro elevador de tijera DaVinci. Es la primera tijera totalmente eléctrica del mercado. Los sistemas de elevación, dirección y transmisión son todos completamente eléctricos, sin hidráulica y cada componente optimizado para ahorrar energía o para devolver energía a la batería para un rendimiento óptimo con una sola carga. Electrificar partes de estas máquinas no es nada nuevo, pero utilizar componentes totalmente eléctricos con una batería de iones de litio si lo es. Es un cambio de juego para la industria”.

Por su parte, en agosto de este año, Twin Metals Minnesota, con sede en EE.UU., anunció inversiones en la electrificación de sus flotas de vehículos de apoyo y minería bajo su compromiso de promover el “proyecto de minería subterránea más sostenible y tecnológicamente avanzado del país”. La compañía dijo que implementar la tecnología de vehículos eléctricos con batería es su último esfuerzo para reducir la huella de su proyecto y minimizar aún más los impactos ambientales.

“Hoy nos comprometemos a utilizar las mismas tecnologías que combaten el cambio climático que requieren los metales que producirá nuestra mina de clase mundial del siglo XXI”, dice Kelly Osborne, CEO de Twin Metals. “Estamos redoblando nuestra lucha contra el cambio climático entregando las materias primas necesarias para nuestro futuro de energía limpia y utilizando las tecnologías más innovadoras para reducir los impactos de nuestras propias operaciones”.

La conversión de la flota de la mina, pasando del equipo diésel a vehículos eléctricos, permitirá a Twin Metals reducir sus emisiones de gases de efecto invernadero en un 65%. Los beneficios adicionales señalados por la empresa incluyen una disminución en los requisitos de energía para la ventilación y calefacción subterránea; una reducción de las necesidades de mantenimiento; reducción de ruido; y mejora de la seguridad de los trabajadores y la calidad del aire.

“Los equipos de minería eléctricos de batería han avanzado significativamente desde que se introdujo la tecnología por primera vez hace poco más de diez años, y continuará mejorando a medida que Twin Metals se acerque a su puesta en funcionamiento”, dice Glenn Barr, vicepresidente de desarrollo de proyectos de Twin Metals. “Este es un momento increíblemente emocionante para la industria minera mientras trabajamos para promover tecnologías de vanguardia que puedan reducir en gran medida la huella de nuestra industria, y estamos orgullosos de que Twin Metals esté a la vanguardia de este cambio hacia prácticas mineras innovadoras y sostenibles”, finaliza.

Tecnología de vehículos eléctricos a batería

Se espera que Twin Metals sea la primera mina en el estado de Minnesota en adoptar la tecnología de vehículos eléctricos de batería. La flota eléctrica planificada representa casi el 100% de los equipos y grandes vehículos de apoyo del proyecto. Twin Metals aún no ha establecido contratos con proveedores específicos.

En la misma línea, Caterpillar firmó un acuerdo en junio con Nouveau Monde Graphite para que el OEM desarrolle, pruebe y produzca máquinas de cero emisiones para la mina de grafito Matawinie, en Canadá. Las empresas esperan que Caterpillar se convierta en 2028 en el proveedor exclusivo de una flota minera totalmente eléctrica para su despliegue en la mina.

Arne H Frandsen, presidente de Nouveau Monde, comenta que “junto con Caterpillar, que en mi opinión es el proveedor más confiable y respetado de equipos de minería pesada en todo el mundo, podemos hacer realidad la visión de las máquinas de cero emisiones. Creo que es notable que Nouveau Monde, como representante de la industria de recursos verdes de nuevo estilo, sea parte de encabezar la electrificación de la industria, al colaborar con Caterpillar”.

Otra flota minera eléctrica, anunciada en julio, provino de Epiroc, un proveedor sueco quien ganó un pedido significativo de equipos de minería eléctricos de batería de Ivanplats, para un proyecto minero greenfield en Sudáfrica.

Ivanplats, una subsidiaria de la compañía minera canadiense Ivanhoe Mines, ha pedido varios equipos de perforación frontal Boomer M2 Battery y cargadores de batería Scooptram ST14. La nueva mina subterránea Platreef, que probará las máquinas libres de emisiones durante su fase de desarrollo inicial, producirá paladio, rodio, platino, níquel, cobre y oro.

Epiroc ha impulsado fuertemente sus equipos de minería de batería. Epiroc ha impulsado fuertemente sus equipos de minería de batería.

El pedido supera los 90 millones de coronas suecas (unos US$10,4 millones) y se registró en el segundo trimestre de 2021, confirmó Epiroc.

“Es alentador que Ivanplats esté considerando la posibilidad de utilizar baterías totalmente eléctricas en Platreef, y estamos orgullosos de apoyarlos en este viaje”, dice Helena Hedblom, presidenta y directora ejecutiva de Epiroc. “Las compañías mineras adoptan cada vez más los equipos eléctricos de batería, ya que brindan un entorno de trabajo más saludable, menores costos operativos totales y una mayor productividad. La tecnología ahora está bien establecida y Epiroc está impulsando este cambio hacia una minería libre de emisiones”.

Los equipos de perforación frontal Boomer M2 Battery y los cargadores de batería Scooptram ST14 se fabrican en Suecia y están programados para su entrega a principios de 2022. Epiroc también proporcionará capacitación de mantenimiento y operación en el lugar.

Epiroc agrega que ofrecerá su flota completa de equipos de minería subterránea como versiones eléctricas de batería para 2025, y su flota completa para operaciones de superficie para 2030.

Excavadora electrica
En agosto SDLG presentó la excavadora híbrida E6500F-HB. En agosto SDLG presentó la excavadora híbrida E6500F-HB.

El OEM Shandong Lingong, con sede en China, también conocido como SDLG, presentó una gama de productos de ahorro de energía a principios de agosto, incluida la excavadora eléctrica E660F-Ex, la cargadora de ruedas hidrostática L968H-HST y la excavadora híbrida E6500F-HB.

La excavadora eléctrica pura E660F-Ex utiliza una avanzada tecnología de batería de litio que, según la compañía, puede lograr cero emisiones, reducir los niveles de ruido en 12 decibeles disminuyendo además los costos operativos en un tercio en comparación con los productos tradicionales.

“En comparación con los productos impulsados ​​por diésel, los productos eléctricos puros tienen menos ruido y menor vibración, lo que significa que la experiencia de conducción mejorará cualitativamente”, señala Wang Xiaohui, gerente general de SDLG Import and Export Company.

Wang Xiaohui agrega que la excavadora eléctrica es más adecuada para trabajar en espacios reducidos y entornos urbanos y también tiene una aceleración más rápida a bajas velocidades que su contraparte diésel.

Rodillo tándem eléctrico Dynapac
dynapac Z.era

Dynapac desarrolló un rodillo tándem eléctrico “el primero de su tipo”, como parte de su nueva iniciativa Z.ERA para eliminar las emisiones. El rodillo vibratorio eléctrico de doble tambor CC900 e, que actualmente se está probando en el campo en Suecia, pesa 1,6 toneladas, tiene un ancho de tambor operativo de entre 0,8 y 1,0 metros y ofrece una fuerza centrífuga de 16,7 kN.

“Con el desarrollo del CC900 e, Dynapac ha dado un gran paso tecnológico. Estamos orgullosos de ser los primeros en darnos cuenta de esto, pasar de una máquina de “concepto de exposición” a algo que ahora tenemos en el campo. Ese paso coloca a nuestros clientes en el camino hacia un futuro con cero emisiones”, señala Fredrik Åkesson, gerente de cartera de productos para rodillos en equipos compactos de Dynapac. “Lo único que faltaba era un rodillo vibratorio en tándem de propulsión eléctrica para funcionar junto con estas otras máquinas de cero emisiones”, dice Åkesson.

La compañía, que pronto comenzará a probar en terreno su nuevo rodillo vibratorio eléctrico CC1000 con información de la empresa de alquiler Loxam, señaló que el diseño del rodillo CC900 e se basa en la gama de equipos de la serie Dynapac CC900 con motor diésel.

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