Hydraulicspneumatics 2320 311 Caterpillar 336e

Caterpillar Impacta con su Excavadora Híbrida

Aug. 29, 2016
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 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 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.
About the Author

Ricardo Solorzano | Director / GM

Ricardo es un Ingeniero Mecánico venezolano, egresado de la Universidad Metropolitana (UNIMET) ubicada en Caracas, Venezuela y cuenta además con una Maestría en Administración de Empresas (MBA) de la Universidad de Clemson en Clemson, SC EE.UU. Empezó su carrera en hidráulica trabajando en el taller de reparación de la entonces Mannesmann Rexroth en Caracas, donde tuvo su primera experiencia con bombas, motores, válvulas, cilindros y unidades de potencia de adentro hacia afuera. Esto le abrió una oportunidad para trabajar como pasante en la central corporativa de Bosch Rexroth en Lohr, Alemania, donde continuó expandiendo sus conocimientos técnicos en áreas diversas: desde el diseño y fabricación de unidades de potencia y bloques de mando, hasta trabajos en ingeniería de aplicación y proyectos en los segmentos de la industria pesada (acero, prensas), petróleo y gas, y departamento de ingeniería civil (hidroeléctricas, esclusas, puentes levadizos, etc.) – para éste momento, ya estaba enamorado de la técnica.

En el año 2004 formalmente se une al equipo Bosch Rexroth, trabajando en lo que es hoy la instalación  más grande de unidades de pistones axiales en las Américas, ubicado en Fountain Inn, SC en EE.UU.. En Bosch Rexroth trabajó en posiciones que oscilaron entre compras técnicas, operaciones trabajando en el departamento de calidad y sistemas de calidad, para luego unirse al grupo de ventas regionales del sureste donde fue responsable de ventas e ingeniería de aplicación, trabajando directamente con distribuidores y clientes OEM en la región.

En el 2014, luego de notar las muchas oportunidades en los mercados Latino Americanos en lo que respecta a personal capacitado en técnica de fluidos o hidráulica, la disponibilidad de soluciones confiables, y un servicio al cliente de calidad, decide abrir EEM Technologies: un distribuidor integral en soluciones en hidráulica, específicamente enfocado en los mercados Latinoamericanos.

EEM Technologies es el distribuidor autorizado Aventics para Centroamérica y el Caribe. Para mayor información, contáctelos al (855)462-7633, [email protected] o visite su pagina web en www.eemtechnologies.com.

Ricardo is a Venezuelan native with a BS in Mechanical Engineering from Metropolitana University in Caracas, and an MBA from Clemson University. He began his hydraulics journey by working in the repair shop with the then Mannesmann Rexroth facility in Caracas, Venezuela, where he got a first glimpse of pumps, motors, valves, cylinders, and power units from the inside out. This opened up an opportunity to intern at Bosch Rexroth’s headquarters in Lohr, Germany, where he continued expanding his technical knowledge in areas ranging from power unit and manifold design & manufacturing, to project / application engineering in the heavy industries segment, oil & gas, and civil engineering departments. By this time, he was hooked.

In 2004 he joined what is now Bosch Rexroth’s largest manufacturing campus for axial-piston products in the Americas at their Fountain Inn, S C. facility, in positions that ranged from technical purchasing, through operations in quality and quality systems, to then join the regional sales force with responsibilities in sales and applications engineering, directly working with distributors and OEMs in the region.

In 2014, after noticing the many opportunities in the Latin American markets for fluid power know-how, reliable solutions, and top-of-the-line customer service, he founded EEM Technologies: a full-line distributor of fluid power solutions specifically targeting customers in Latin America.

EEM Technologies is the authorized Aventics distributor for Central America and the Carribean. For more information, contact (855) 462-7633, [email protected], or visit www.eemtechnologies.com.

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