LA VISIÓN DE CUMMNIS SOBRE EL FUTURO DE LAS EXCAVADORAS ELÉCTRICAS EN LA CONSTRUCCIÓN

A medida que el mundo se enfrenta a la crisis climática, la industria de la construcción tiene que encontrar formas de adoptar soluciones energéticas más ecológicas. Es un desafío fundamental para garantizar que el impulso de la transformación para reducir las emisiones de la construcción no disminuya.

Cummins construye un camino hacia una construcción más sostenible
In 2018, Hyundai Construction Equipment and Cummins announced that they would jointly develop electric-powered mini excavators. Desde entonces, se han desarrollado prototipos de las miniexcavadoras y las dos compañías han recopilado la retroalimentación inicial del mercado y continúan perfeccionando el producto para casos de uso de clientes objetivo.

Ahora, Hyundai y Cummins están moviendo esta sociedad productiva a largo plazo en sus próximas pruebas de campo de fase.

Durante esta fase, los prototipos de un diseño con intención de producción se entregan a los clientes para obtener experiencia en el mundo real y para probar y validar la posibilidad de adoptar mini excavadoras con motor eléctrico contra las necesidades de esos clientes. Las pruebas de campo desempeñan un papel esencial a la vez que ofrecen las mejores soluciones de su clase que cumplen o superan las expectativas de durabilidad y confiabilidad que Hyundai y Cummins reconocen en la industria.

Las pruebas de campo son una pieza esencial para ofrecer las mejores soluciones de su clase y demuestran cómo siempre innovamos en cuanto a seguridad y rendimiento. Al duplicar las pruebas de entorno del mundo real bajo las condiciones operativas y los ciclos de trabajo de Hyundai, supervisaremos la capacidad de adopción, el desempeño y la confiabilidad de los Miniexcavadores.

¿Por qué los excavadores son un buen candidato para la electrificación?

Emisiones cero
A medida que continúan surgiendo normas más estrictas para emisiones nulas, incluso las aplicaciones fuera de la carretera han comenzado a sentir el empuje de reducir sus emisiones de CO2. Las ciudades urbanas han comenzado a implementar zonas de emisiones cero (ZEZ) que requieren cualquier vehículo, dentro o fuera de la carretera, para cumplir con las regulaciones de la zona. Por esta razón, las zonas de construcción en ciudades urbanas han buscado productos electrificados, como excavadoras eléctricas, que coinciden o superan la confiabilidad y el desempeño de sus homólogos de diésel. Estas excavadoras eléctricas ahora se consideran invaluables para los sitios de construcción en interiores, donde las contrapartes de diésel no pudieron funcionar debido a los vapores que emitían y a la falta de ventilación.

Contaminación acústica
A medida que más ciudades implementan ZEZs, se ha producido una disminución notable de la contaminación acústica. Lo que una vez fue una máquina fuerte que causó un alboroto perturbador cuando se encendió, ahora es tan silenciosa cuando funciona como lo sería cuando se apaga. Una disminución de la contaminación acústica no solo satisface las áreas circundantes del lugar de construcción, sino que, de muchas maneras, la disminución del ruido ambiental podría tener efectos positivos en la salud de los transeúnte. Independientemente del ruido, las compañías de construcción quieren tener la certeza de que estas excavadoras electrificadas pueden hacer el trabajo.

Una ventaja adicional de reducir la contaminación acústica es la mejora de la comunicación entre el operador de la excavadora y otros trabajadores en el lugar. Al eliminar las vibraciones inducidas por el motor, tanto el operador como los trabajadores que guían al operador pueden escucharse mutuamente.

Interoperabilidad
Los operadores han notado que no hay diferencia en la interoperabilidad de la máquina entre las contrapartes eléctricas y de diésel. El desempeño de una excavadora eléctrica igualó fácilmente el desempeño de los vehículos de diésel. La respuesta de su motor a las fluctuaciones en la carga es más rápida debido a la velocidad de conectividad entre el módulo eléctrico y la batería, lo que permite un mejor desempeño y sensación de funcionamiento.

Mantenimiento
Debido a que las excavadoras eléctricas no funcionan con combustible tradicional, la necesidad de refrigerantes y filtros de aceite se elimina y disminuye significativamente los intervalos de mantenimiento. Los vehículos también tienen un número menor de piezas que deben mantenerse, lo que potencialmente puede resultar en que el costo total de propiedad sea más asequible que sus equivalentes a diésel.

¿Cuáles son algunos de los desafíos que todavía se enfrentan hoy en día las excavadoras eléctricas?

Empaquetado
El empaquetado siempre ha sido un dilema en el espacio de electrificación ya que estas máquinas fueron optimizadas para un motor de diésel, no baterías. Si bien las baterías tienen menos energía que el combustible tradicional, necesitan componentes adicionales que no tienen un motor de diésel y una pila de combustible, como un sistema de control térmico. Así, los ingenieros de preguntas más importantes están trabajando para responder es, ¿cómo embala una batería con suficiente energía y todos sus componentes en una máquina de diésel existente?

Enfriamiento y calefacción
Al estar encerrados en espacios tan reducidos y expuestos a todo tipo de clima, los excavadores deben funcionar bajo todo tipo de temperaturas. Sin embargo, debido a la compacidad de la máquina, no siempre es posible agregar un componente para la refrigeración. Desde el punto de vista de la calefacción, la batería no puede funcionar si está por debajo de los 0 grados celcius debido a su química.

Solución de tren motriz de demostración de Cummins
Cummins ha diseñado un nuevo tren motriz eléctrico para la excavadora más pequeña y compacta de 1,9 toneladas. Similares al modelo 2018 que se desarrolló desde cero, estas miniexcavadoras cuentan con un nuevo tren motriz que compensa algunos de los desafíos de la aplicación. Con un nuevo motor, un cargador a bordo, una integración de hardware eléctrico y una batería BM 8.9 E nunca antes utilizada, este modelo de la excavadora ha sido optimizado para la electrificación.

A la vez que desarrollaba el diseño para las nuevas miniexcavadoras eléctricas, los ingenieros de Cummins necesitaban superar el obstáculo de los envases. Además de usar baterías de iones de litio de energía densa, los ingenieros de Cummins implementaron soluciones de diseño compactas y creativas para optimizar el empaquetado del tren motriz eléctrico en la reivindicación de espacio existente de una excavadora de diésel. Estas soluciones incluyeron un ensamblaje de acoplamiento de bomba de motor personalizado, soluciones de unidad de distribución de energía compactas divididas para maximizar la utilización del espacio y reemplazar un gran ventilador mecánico montado en el motor con un pequeño ventilador eléctrico que funciona con batería para enfriar el aceite hidráulico. El ventilador eléctrico también tiene una función inteligente que enciende los ventiladores solo según sea necesario para que no estén funcionando todo el tiempo.

Para optimizar aún más el sistema, Cummins agregó características inteligentes adicionales en múltiples componentes para aumentar la eficiencia. Este nuevo sistema también incluirá componentes para tratar la regulación de la temperatura de la batería-calentadores de batería internos para el control térmico.

¿Qué esperamos aprender con esta próxima fase?
Cummins está construyendo mini excavadoras eléctricas con batería de 11, 1,9 toneladas. En 2022, nueve de esas excavadoras serán enviadas a clientes de toda Europa y Corea del sur para pruebas de campo para determinar su capacidad de adopción en aplicaciones en las que tradicionalmente se usan excavadoras impulsados por diésel.

Con esta nueva solución eléctrica de batería que funciona a través de pruebas de campo, Cummins espera conocer mejor el mercado de productos, sus demandas y qué impacto tendrá la energía electrizada en la industria de la construcción. Las unidades de prueba proporcionarán información sobre los ciclos de trabajo de los usuarios finales, la demanda de energía, la experiencia del operador y los datos de campo asociados.

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