Motores: ¿Sigue siendo el diesel el rey del todoterreno?

Tal como están las cosas hoy, ese debate se está intensificando y parece haber pocas dudas de que la energía eléctrica crecerá con fuerza a medida que la tecnología mejora rápidamente desde la industria automotriz, además de avanzar a través de las propias inversiones en I+D de las empresas de construcción.

El debate entre el diésel y la electricidad se sitúa en gran medida fuera de la crisis actual, ya que el argumento a favor de la energía eléctrica está impulsado en gran medida por la necesidad de reducir las emisiones. El Pacto Verde de la Unión Europea, y las promesas unilaterales de algunas naciones europeas de lograr la neutralidad de carbono, sin duda acelerarán el cambio a equipos eléctricos en las obras de construcción.

Sin embargo, hay muchas áreas en las que la energía diésel todavía domina y puede ser un argumento sólido por sí mismo, en términos de emisiones, pero también de economía pura, y ese será un argumento poderoso dentro de una industria que, como tantas otras, está experimentando una gran cantidad de problemas financieros.

El fabricante de motores Cummins, al tiempo que amplía su investigación y desarrollo hacia nuevas tecnologías de energía alternativa, es una empresa que cree firmemente en el futuro del diésel.

Continuidad para Cummins

La compañía cree que, debido a los desafíos económicos de las soluciones alternativas, los equipos de construcción continuarán dependiendo del diesel durante algún tiempo. Hoy en día, solo la energía diesel puede igualar los ciclos de trabajo intensos con una combinación de eficiencia energética, capacidad de trabajo, flexibilidad, confiabilidad, durabilidad y operación económica.

Con un énfasis continuo en la energía diesel en todo el sector, Cummins ha impulsado la evolución de la tecnología diesel con los motores Stage V ultralimpios de su serie Performance.

La compañía dice que esta gama ofrece en promedio un 10% más de potencia y un 20% más de par en el rango de 75-321 kW que sus predecesores Stage IV. Los nuevos motores son más pequeños, más livianos y, significativamente, menos complejos que nunca, mientras que emiten niveles de emisiones de NOx y partículas (PM) casi nulos mediante el uso de una nueva tecnología de postratamiento.

Los motores de la serie Performance de 4 cilindros F3.8 y B4.5 logran una potencia y un par significativamente mayores, lo que brinda la oportunidad de mejorar la capacidad de la máquina.

Cummins dice que su motor B6.7 produce más de un 30% más de torque que su predecesor y un 5% más de potencia, lo que permite a los fabricantes de equipos originales reemplazar motores de mayor cilindrada y reducir potencialmente los costos sin impacto en la productividad.

Nuevas capacidades

La compañía ha buscado aumentar aún más la capacidad de estos motores con el paquete de la unidad de potencia más la adición de nuevas tomas de fuerza del motor trasero (REPTO).

Steve Nendick, director de comunicaciones de marketing de Cummins para vehículos todo terreno, dice que “la tecnología REPTO dual está disponible actualmente con motores y unidades de potencia B6.7 y L9 y complementa la capacidad de PTO estándar que se usa para artículos como bombas hidráulicas. Equipado con el REPTO doble, el L9 tendrá una capacidad de conducción total de 560 Nm, lo que hará que el motor sea capaz de impulsar una capacidad de bombeo adicional. Integrado en la carcasa del volante, el sistema es compacto y tiene un impacto mínimo en el embalaje del motor. El peso agregado es de aproximadamente 100 kg”.

Nendick agrega que “los fabricantes de equipos podrán conducir más eficientemente desde el motor sin la necesidad de sistemas adicionales adicionales. Alimentar bombas hidráulicas para funciones de la máquina, como sistemas de dirección a ventiladores, reduce los costos de instalación y la complejidad, para una solución más integrada”.

Cummins está convencido de que esta estrategia de plataformas más pequeñas y livianas con mayor capacidad apunta al futuro del desarrollo avanzado de diesel.

Por su parte, JCB produce una amplia gama de equipos, muchos de los cuales ahora funcionan con sus propios motores.

La compañía introdujo recientemente un motor diésel compacto de 3.0 litros Stage V en su cartera, que se ofrecerá en los modelos Loadall 531, 535 y 540, la retroexcavadora 3CX, la minicargadora de plataforma grande y las cargadoras de orugas compactas, además de dumpers de 6 a 9 toneladas, RTFL y excavadoras de 13 toneladas.

El DieselMAX de cuatro cilindros es un 24% más pequeño y un 30% más ligero que el EcoMAX de 4,4 litros de la empresa, pero con un 10% más de par motor (440 Nm a 1.150 rpm) y lo que JCB llama un “ahorro de combustible del 5% en el mundo real”.

Combina un filtro de partículas diésel (DPF) con un filtro de oxidación diésel (DOC) en una sola unidad, para controlar las emisiones de partículas y NOx, mientras que una función de parada automática reduce aún más las emisiones.

Alan Tolley, director del grupo de motores de JCB, señaló que “la tecnología de control de partículas de JCB presenta una combustión de partículas bajas, un catalizador de oxidación, un filtro de partículas y un sistema integrado de control de regeneración del motor y el filtro.

“Es una solución completamente integrada que es altamente confiable, altamente efectiva e invisible para el cliente, ya que se instala dentro de los compartimientos del motor de nuestras máquinas existentes y, en uso normal, no se requiere la intervención del operador ni atención de servicio adicional”.

Intervalos mejorados

Según JCB, los costos de servicio y mantenimiento del motor se reducirán hasta en un 30%, debido a sus intervalos de servicio de 500 horas, mientras que los ajustadores de juego hidráulicos en el tren de válvulas y un módulo de ventilación del cárter sellado de por vida eliminan la necesidad de reemplazar el filtro.

Las dimensiones compactas del motor permiten que el postratamiento del motor y del escape se instale dentro de los toldos del motor existentes para mantener la visibilidad.

Si bien la mayoría de los fabricantes de motores ven un futuro sólido a mediano y largo plazo para la energía diesel, ciertamente no están ciegos ante el cambio que se está produciendo en la industria de la construcción. De hecho, son, al menos en los últimos tiempos, en parte responsables de conducirlo.

En la exposición ConExpo de este año en Las Vegas, Deutz tuvo ocho equipos en exhibición en su stand en la feria, de las cuales solo dos eran motores diesel nuevos. Los motores diesel eran el TCD 2.2 de la empresa y el modelo TCD 13.5 recientemente introducido. También había un diesel Deutz Xchange refabricado.

La mayor parte de la exhibición de Deutz fue un concepto de manipulador telescópico modelo G5-18A totalmente eléctrico, desarrollado en colaboración con JLG. El G5-18A tiene un sistema de transmisión de 360 V que utiliza una transmisión dividida que comprende dos motores eléctricos de 40 kW, uno para la conducción y otro para el sistema hidráulico en el brazo telescópico. La batería es de la caja de herramientas modular EDeutz y ofrece 42 kWh de capacidad. El sistema de carga de 6.6kW puede restaurar la carga de la batería al 80% en cuatro horas.

Alimentando el futuro

“Al abordar el desafío de hacer que las soluciones de accionamiento sean sostenibles para el futuro, siempre mantenemos nuestra mente abierta a todas las tecnologías. Nuestro enfoque se basa en combinaciones de propulsores eléctricos y motores de combustión interna que ofrecen el potencial de funcionar de manera neutra en carbono en el futuro utilizando combustibles sostenibles”, afirmó Dr. Frank Hiller, presidente del consejo de administración de Deutz.

Según el ejecutivo la diversificación de la cartera de Deutz es parte de una estrategia que la compañía comenzó hace unos dos años llamada ‘Innovative Drive Systems’. Deutz, dijo, continuaría buscando tecnologías de motores de combustión interna, pero también otras tecnologías que eran importantes no solo para la empresa, “pero también debe presentar un sólido caso de negocio para nuestros clientes”.

Por supuesto, la energía eléctrica no es el único desafío a la supremacía del diesel en la industria de la construcción.

El año pasado, el fabricante japonés de motores Yanmar presentó un par de motores de gas que utilizan gas licuado de petróleo (GLP).

El 4TN88G (con una potencia máxima de 45,0 kW) y el 4TN98G (con una potencia máxima de 63,0 kW) cumplen con los estándares de emisiones EU Stage V, con una baja producción de partículas y otra ventaja de ser más silenciosos que los motores diesel.

Propulsión de petróleo

Al igual que con la energía eléctrica, las máquinas que funcionan con GLP tienen sólidos beneficios para trabajar en interiores o en áreas cerradas o urbanas.

Yanmar confía mucho en sus nuevos motores de gasolina, afirmando que tienen más potencia y par que sus equivalentes diesel. La compañía también dice que los motores tienen una alta relación de compresión y una menor pérdida de la bomba de admisión, lo que resulta en una reducción del consumo de combustible del 10%, en comparación con los sistemas diésel equivalentes actuales.

Los motores también se benefician de ser aproximadamente un 9% más pequeños que los equivalentes diesel, mientras que están optimizados para una fácil instalación en una variedad de equipos de construcción.

Los fabricantes de motores diésel han hecho un trabajo increíble, reduciendo las emisiones de acuerdo con el mandato de la Stage V, y no hay duda de que, para ciclos de servicio pesado, seguirán siendo la solución de energía principal para la industria durante los próximos años.

Sin embargo, los pretendientes al trono de la construcción se están desarrollando extremadamente rápido.

Costos reducidos

JCB dice que su investigación muestra que cargar equipos eléctricos podría costar la mitad que el diesel tradicional, y los costos de servicio podrían ser hasta un 70% más bajos que en máquinas diésel comparables.

JCB ha dicho que ve un futuro tanto para la batería como para la energía diesel dentro de su gama de productos y no tiene planes de eliminar gradualmente el diesel en ninguna gama de modelos. La compañía también dice que la tecnología de baterías aún no se encuentra en una etapa en la que pueda desafiar al diesel en máquinas más grandes.

El jefe de innovación y crecimiento de JCB, Tim Burnhope, dijo que ”el diesel limpio seguirá desempeñando un papel importante en la alimentación de los equipos de JCB. JCB es líder en tecnología innovadora de diesel limpio para máquinas de construcción utilizadas en proyectos de vivienda e infraestructura”.