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Caterpillar Impacta con su Excavadora Híbrida

Caterpillar Impacta con su Excavadora Híbrida

La tecnología híbrida es sinónimo de carros con una alta autonomía de combustible que funcionan con un motor de combustión suplementado por potencia eléctrica. Para los que estamos involucrados en la industria de la técnica de fluidos, sin embargo, híbrido implica por lo general un sistema hidráulico donde acumuladores – en lugar de baterías – guardan energía. Ese es el caso para la excavadora híbrida Caterpillar 336E H.

La opción híbrida presenta un costo un 9% por encima de la 336E convencional. Esto constituye un monto considerable, pero compradores inteligentes notarán que muy rápidamente recuperarán la inversión en ahorro en combustible. Por lo general, el tiempo de amortización es de 2,000 horas de operación. Además, el accionamiento hidráulico híbrido presenta una adición en costo mucho menos a la opción eléctrica. Esto se debe al alto precio asociado a los generadores, cableado y otros componentes requeridos para híbridos eléctricos.

La excavadora 336E H de Caterpillar cuenta con un sistema hidráulico híbrido que permite un ahorro considerable de combustible, lo que trae como resultado un retorno de inversión más atractivo que el de híbridos eléctricos.

La 336E H almacena y reutiliza la energía del accionamiento de rotación, lo cual permite un potencial de ahorro de energía considerable. En un escenario típico, las excavadoras remueven material del suelo, lo levantan y lo rotan aproximadamente 90 grados para luego descargarlo. Al almacenar la energía de frenado en los acumuladores al final de cada ciclo de operación, el accionamiento de rotación o swing drive puede reciclar la mayor parte de esta energía al principio de cada ciclo.

El utilizar energía hidráulica reciclada implica que se requiere menos energía mecánica del motor. Esto aligera la carga sobre el mismo, lo cual ahorra combustible. Los oficiales de Caterpillar estiman que la 336E H podría consumir 25% menos combustible que su contraparte convencional, y 50% menos que una 336D-

El Accionamiento Híbrido Entra en Acción

El corazón del sistema híbrido de Caterpillar es una bomba de pistones axiales. Cuenta con un control de variación de desplazamiento electrónico que es igual al utilizado en otras máquinas CAT. Dispositivos electrónicos monitorean la velocidad del motor y automáticamente ajustan el desplazamiento de la bomba de manera que la presión y el caudal se ajusten de acuerdo al requerimiento del sistema.

El control de la dirección del flujo se hace a través del Sistema de Control Adaptable (ACS por sus siglas en inglés). Esta válvula permite un control independiente de múltiples funciones al regular restricciones de entrada y salida hacia y desde cada circuito de la máquina para así maximizar el desempeño. No se requieren válvulas adicionales para la regeneración del flujo hacia los cilindros del boom, brazo o cucharón.

El Ahorro en Combustible Implica un Retorno en Inversión Rápido

Otros sistemas híbridos de excavadoras utilizan un motor eléctrico en el accionamiento de rotación y almacena energía en baterías. Estos sistemas tienen un costo inicial alto y permiten un nivel de ahorro de combustible menor que el utilizado en la excavadora de Caterpillar. Además, la 336E H también recicla la energía de los cilindros del boom, brazo y cucharón. Estos cilindros presentan áreas de pistón y carreras de 5.9 x 56.7 in, 6.7 x 68.4in, y 5.9 x 45.3 in respectivamente. Sus volúmenes combinados constituyen una gran oportunidad de almacenaje de energía cuando los cilindros de retraen y un reciclaje de la misma cuando estos se extienden.

Una de las metas de este programa la constituye por supuesto que el ahorro de energía, que viene parcialmente del reciclaje de la energía de rotación o frenado. Sin embargo gran parte del ahorro de energía también puede ser atribuido a la válvula ACS, que permite una velocidad de operación del motor C9 menor  - 1,500 en vez de 1,800 rpm. Esto permite además  obtener un nivel de ruido  menor sin sacrificar desempeño. Las velocidades de excavación y rotación se mantuvieron iguales que las de las series 336 series D y E.

Más Híbridos en el Horizonte

Caterpillar ya está en planes de ofrecer versiones híbridas  de sus 336F y 336D. Dicen que las excavadoras más grandes y cargadores frontales también se beneficiarían de esta tecnología. Sin embargo, el incorporarla a máquinas más pequeñas no ofrecería un retorno de inversión tan rápido, por lo que no existen planes inmediatos de implementar sistemas hidráulicos híbrido para este tamaño de máquinas.

De acuerdo a información suministrada por grupos de retroalimentación en la industria de la construcción y recopilada por Caterpillar, el interés principal de la mayoría es la confiabilidad y productividad, más que el control de emisiones. También dejaron claro que no era conveniente esperar por siete años para obtener un retorno en la inversión en tecnología complicada y difícil de mantener. Esta información impulsó a Caterpillar a desarrollar ambos esquemas híbridos en paralelo. A la final se le vio mayor beneficio al sistema hidráulico por la familiaridad que se tiene, el mejor desempeño y precio más bajo.

Este resultado enfatiza el hecho de que a pesar que la hidráulica es considerada una tecnología con madurez, continúa evolucionando al incorporar los últimos avances en la electrónica, conceptos de diseño y especialmente en reaplicar principios establecidos.

Para mayor información sobre la excavadora Caterpillar 336E H, favor hacer click aquí.

Ricardo Solórzano se desempeña como Director General de EEM Technologies Corp., un proveedor de soluciones en Hidráulica, Neumática y Automatización Industrial para los mercados de Centro, Sur América y El Caribe. Para mayor información lo puede contactar al:  +1(855)462-7633, [email protected], o visitar la página web de la empresa en: www.eemtechnologies.com.

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