Excavadoras: Nuevas energías

Las excavadoras son los caballos de batalla que definen la maquinaria de construcción y el eje de todos los proyectos, grandes y pequeños. (Foto: Caterpillar)

Las excavadoras son los caballos de batalla que definen la maquinaria de construcción y el eje de todos los proyectos, grandes y pequeños. Las excavadoras están satisfaciendo la demanda de los principales proyectos de infraestructura y construcción, con robustez, eficiencia de combustible y comodidad del operador entre las características claves en todas sus categorías de peso.

Gigantes duraderos con agarre y tracción, las características robustas de las excavadoras de orugas de todos los tamaños las hacen útiles para terrenos blandos o superficies irregulares o inclinadas donde la estabilidad y la potencia de excavación son fundamentales. En tanto, las excavadoras sobre ruedas se manejan con facilidad en terrenos más delicados.

Su solidez también hace que el tiempo de inactividad sea mínimo, lo que constituye una gran ventaja en un entorno cada vez más limitado por los costos.

El mercado actual tiene un amplio campo de participantes que son competitivos. La amplia cantidad de empresas proveedoras y un mercado de alta demanda, obligan a un constante cambio, implementando nuevas tecnologías que ofrezcan a los usuarios mayor productividad, eficiencia, y menores costos.

Actualización

En el marco de un programa de actualización de una serie de modelos, Liebherr presentó en la pasada edición de Bauma las excavadoras de las generaciones 5.2 y 6.2, con un peso de 70 a 100 toneladas. Los nuevos modelos cadenas incluyen una gran cantidad de mejoras y destacan principalmente por su rendimiento, un mayor confort, nuevos sistemas de asistencia y un consumo de combustible más reducido.

La denominación de las nuevas excavadoras R 972, R 978 SME, R 992 y R 998 SME está directamente relacionada con el peso operativo de las máquinas y va acompañada de diseño innovador que subraya su relación con las próximas excavadoras de orugas de la Generación 8.

Los nuevos modelos ofrecen menor consumo de combustible y menos emisiones. A esto contribuye especialmente el nuevo sistema Power Efficiency (PE) – Engine Control patentado por Liebherr.

La nueva función PE representa un modo de trabajo que complementa a los modos operativos actuales de la excavadora (P+/P/E) y permite reducir el consumo de combustible entre un 10 y un 15%, comparado con los modelos anteriores.

Automatización

La nueva gama de excavadoras de Liebherr cuenta con la función Bucket Fill Assist. Este sistema de asistencia dispone de un modo «Anti-Stalling» que impide el bloqueo del cazo al penetrar en el material de excavación, ofreciendo al operador una ayuda adicional y garantizando una mayor productividad y más confort. La función de asistencia también hace posible la carga semiautomática del cazo, ofreciendo con ello un ciclo de trabajo automatizado y más rápido mediante una carga más sencilla y un mayor llenado del cazo, además de una mejor penetración en el material de excavación.

El sistema Bucket Fill Assist de Liebherr no sólo disminuye el consumo de combustible en un 10%, sino que reduce las vibraciones producidas durante el uso, mejorando así la comodidad para el operador. Esto trae consigo un menor desgaste del cazo, lo que contribuye a su vez a reducir los costos operativos.

Por último, todas las excavadoras de cadenas Liebherr de las series G 5.2 y G 6.2 están equipadas con la función Modetronic, mejora que permite al operador adaptar las características hidráulicas de su excavadora a la respectiva aplicación y a sus necesidades.

Conectividad

John Deere Construction también ha lanzado una serie de actualizaciones en su línea de excavadoras, que ahora brindan mayor velocidad y economía de combustible a los clientes. “Una de las mejoras más obvias en toda la línea de productos fue el rediseño y el cambio en los cucharones de materiales, ahora fabricados con aleaciones de aceros enriquecidos con niobio”, explica Thomas Spana, gerente de ventas de John Deere Construction Brasil. Como resultado, hubo una reducción del 30% en el peso sin reducir su capacidad de carga.

Todos los nuevos equipos de construcción de John Deere cuentan con JDLink, software para gestionar las operaciones de la máquina desde cualquier lugar y en cualquier momento. (Foto: John Deere)

La empresa busca constantemente mejorar los procesos e invierte en investigación y desarrollo cada día a nivel mundial US$6,7 millones , buscando alcanzar cada vez más la sustentabilidad ambiental, social y económica. “La ciencia debe ser el vínculo entre la construcción de precisión y la preservación del medio ambiente, ya que los combustibles renovables deben introducirse cada vez más en el mercado y las últimas tecnologías deben estar a disposición de los productores, para que puedan obtener la máxima productividad de sus actividades, con reducción de costos y responsabilidad verde”, señala Spana.

Todos los nuevos equipos de construcción de John Deere cuentan con JDLink, software para gestionar las operaciones de la máquina desde cualquier lugar y en cualquier momento. Las máquinas se pueden conectar a Service ADVISOR Remote, una herramienta que permite al distribuidor conectarse al equipo para realizar diagnósticos y análisis remotos de los datos de rendimiento del equipo. “Juntas, estas herramientas forman un paquete integrado de soluciones tecnológicas, John Deere WorkSight. Con él, el cliente puede tomar decisiones inteligentes, optimizar la flota, aumentar la productividad y reducir los costos operativos”, agrega el ejecutivo.

Cabe destacar que recientemente, la empresa lanzó el proyecto Instant Expertise Everywhere, que permite a los mecánicos utilizar gafas de realidad virtual (Smart Glasses) para conectarse con expertos técnicos en cualquier parte del mundo, con el objetivo de optimizar el mantenimiento, incluido el preventivo, de las máquinas.

En cuanto a los desafíos, Spana comenta que John Deere se ha fijado como meta ofrecer, para 2026, al menos 20 máquinas eléctricas o híbridas dentro de la división Construction & Forestry. “La idea de la empresa es brindar a los productores equipos alineados con las necesidades actuales de sustentabilidad, siguiendo y liderando las tendencias tecnológicas para producir vehículos capaces de operar con electricidad y algún otro tipo de energía renovable”, dice.

Un futuro sin carbono

El prototipo de excavadora JCB 220X de 20 toneladas impulsada con hidrógeno. (Foto: JCB)

En la cruzada por equipos de construcción con menores emisiones, destaca el papel que ha jugado la inglesa JCB a través de tecnologías de hidrógeno. Ya en julio de 2020, un equipo de ingenieros de la empresa se puso a trabajar en el diseño de un motor para una excavadora que funciona completamente con hidrógeno. En diciembre, se estaba probando el primer prototipo funcional, con un motor de combustible de hidrógeno sin CO2 de alto rendimiento y diseño específico, que solo emite vapor del tubo de escape.

Y el principal beneficio, por supuesto, es que estos motores de hidrógeno no emiten dióxido de carbono a la atmósfera, por lo que son totalmente neutros en carbono. Para la producción de hidrógeno verde, se puede utilizar el excedente de energía renovable generada por energía solar o eólica, que actualmente no se utiliza.

De acuerdo con JCB el uso del hidrógeno tiene mucho sentido. “Para empezar, es el elemento más abundante del universo. A nivel práctico, un motor de hidrógeno utiliza una tecnología similar a la de los sistemas de propulsión ya existentes. También es resistente y rentable, y puede integrarse en todo tipo de transmisiones. Y lo que es más importante, al tratarse de una tecnología familiar y poco compleja, el hidrógeno supone una solución ideal sin emisiones de carbono para nuestros clientes, y nuestra cadena de suministro de fabricación de alta calidad ya existente, es capaz de satisfacer la demanda. El hidrógeno parece ser una mejor manera de hacer las cosas”, asegura la empresa.

Ahora que la tecnología está aquí, el siguiente paso es alentar a los gobiernos y autoridades mundiales a adoptarla. Si bien es de esperar que los beneficios de la energía del hidrógeno sean claros para que todos los vean, todavía es una tecnología relativamente nueva. Por lo tanto, es crucial que comencemos a tomar la iniciativa para difundir el mensaje.

JCB está invirtiendo 100 millones de libras esterlinas en su proyecto para producir motores de hidrógeno super eficientes. Un equipo de 100 ingenieros ya está trabajando en el desarrollo con la contratación de hasta 50 ingenieros más ahora en marcha a medida que apuntamos a fines de 2022 para que las primeras máquinas estén disponibles para los clientes.

“Este compromiso refuerza nuestra convicción de que la energía del hidrógeno será una parte clave de la solución para responder a la amenaza constante del cambio climático y que JCB puede estar firmemente a la vanguardia de la revolución del hidrógeno”.

Cuidado con las emisiones

Link-Belt atiende el mercado de América Latina con la línea de equipos de la serie X3E. (Foto: Link-Belt)

Link-Belt es una empresa especializada en excavadoras hidráulicas. Atendemos el mercado de América Latina con la línea de equipos de la serie X3E, compuesta por seis modelos, que varían de 13 a 36 toneladas, siendo uno de ellos, el 210X3E, disponible en la opción de largo alcance también conocido como Long Front.

Si bien en Latinoamérica no hay una pauta transversal en el control de emisiones, la empresa utiliza la referencia brasileña, similar a la norma estadounidense (EPA Tier III) y europea (Stage IIIA) en América Latina. “La serie X3E ha sido diseñada para cumplir con estos parámetros, incorporando mejoras en el tratamiento de materiales de toda línea y cuerpo de inyección, adición de un sistema de filtración robusto (con un conjunto de dos pre-filtros y un sistema principal doble) capaz de eliminar prácticamente todos los contaminantes, haciendo que la mezcla catalizada en la combustión sea lo más limpia posible. Otro punto es además de la bomba principal de combustible con el refuerzo de una bomba de transferencia para que sistema de inyección trabaje con más uniformidad, desde el tanque hasta la inyección”, explica Vladimir Machado, especialista de producto de la compañía.

Sobre la seguridad del operador, el ejecutivo destaca que las cabinas de sus equipos siguen los parámetros ROPS y FOPS. “Para ofrecer más comodidad durante los turnos de trabajo, la cabina de la serie X3E es silenciosa y presurizada. Además, cuenta con un aire acondicionado un 8% más eficiente y un 16% más de espacio en el piso que la serie X2”.

“Es importante recordar que el mantenimiento de los equipos contribuye a la seguridad del profesional y de la operación en campo. Por eso, Link-Belt ha facilitado el acceso a todos los puntos de servicio de rutina, como baterías, bomba de repostaje y filtros, lo que permite un mantenimiento seguro e inmediato a nivel del suelo”, finaliza el ejecutivo.

Best sellers

Entre las excavadoras de Caterpillar más vendidas en América Latina, destacan los modelos 374 y 345GC.

Desde la compañía destacan que la 345GC, de 42,2 toneladas, ofrece una combinación precisa de una menor velocidad del motor y una bomba hidráulica grande, permitiendo un mayor rendimiento en el trabajo por unidad de combustible. De hecho, el modelo aumentaría la eficiencia del combustible hasta en un 25% en comparación con los promedios globales de consumo de la excavadora 349D2 Tier 3.

La 374 de Caterpillar puede cargar hasta 33 camiones de 36 toneladas métricas por hora. (Foto: Caterpillar )

La Cat 345 GC está equipada con dos modalidades de potencia para ayudar a administrar el consumo del combustible para sus aplicaciones específicas: modalidad Power y la nueva modalidad Smart.

La primera ofrece la máxima productividad en aplicaciones de alta exigencia como la carga de camiones y la excavación de zanjas. En tanto, la modalidad Smart ajusta automáticamente la velocidad del motor y la potencia hidráulica de acuerdo con las exigencias para obtener la máxima eficiencia del combustible en cualquier tipo de aplicación.

En tanto la 374 destaca por su gran productividad. De hecho, en condiciones ideales, el equipo puede cargar hasta 33 camiones de 36 toneladas métricas por hora.

Con el aumento del par de giro del 10%, los tiempos de ciclo son mucho más rápidos que en la serie anterior. Asimismo, la modalidad de levantamiento pesado mejorada aumenta la presión del sistema para que pueda recoger y ubicar material pesado fácilmente.

No todo en orugas

Otra empresa que también está experimentando activamente con el hidrogeno es Hyundai Construction Equipment. La empresa aprovechó el contexto de Bauma para mostrar su excavadora de ruedas conceptual HW155H, modelo que de acuerdo con Stefan Schwill, gerente de producto de HCE, podría estar disponible comercialmente para 2025-26. De acuerdo con el ejecutivo la empresa eligió este equipo en particular dado que las excavadoras de ruedas “trabajan en ambientes urbanos y zonas de bajas emisiones, y el modelo de 14 toneladas es un modelo popular”.

La excavadora de ruedas conceptual HW155H de Hyundai. (Foto: Hyundai)

La máquina está equipada con una celda de combustible de hidrógeno, que proporciona la energía eléctrica para operarla con cero emisiones. La máquina se puede cargar en solo diez minutos.

Hyundai Motors ha ofrecido el ix35 propulsado por hidrógeno y, más recientemente, el automóvil de pasajeros Nexo durante más de cuatro años y está probando camiones pesados ​​propulsados ​​por celdas de combustible XCIENT en Alemania. Este conocimiento compartido entre el grupo habría brindado una gran ventaja para máquinas más grandes y el hidrógeno podría ser una fuente de combustible más apropiada que los modelos eléctricos de batería, señaló Schwill.

A diferencia de una excavadora de ruedas con motor diésel, la máquina de hidrógeno tiene una celda de combustible montada en la parte trasera de la estructura superior.

“Nuestras proyecciones muestran que los vehículos que funcionan con combustible serán más rentables que los vehículos que funcionan con baterías eléctricas o diésel en el futuro. En Hyundai Construction Equipment estamos convencidos de que el hidrógeno estará a la vanguardia de las energías renovables a largo plazo”, indicó Gert Peeters, gerente de producto de Hyundai CE Europa.