¿Cómo se están adaptando los OEM de la construcción a la economía circular?

Hacia fines de 2021, Sarah Jones, directora gerente de la empresa de alquiler de plantas con sede en el Reino Unido Stokey, comenzó a explorar las opciones para reemplazar la venerable excavadora Caterpillar D9 de la empresa, que la empresa había comprado originalmente 14 años antes y que había registrado 22 000 horas de trabajo. en canteras alrededor de los Midlands británicos.

Deseosa de asegurarse de que los clientes evitaran las posibilidades de averías asociadas con las máquinas más antiguas, al principio la empresa había planeado reemplazar la máquina de 50 000 kg sobre orugas por una versión más nueva y vender o desechar la anterior.

Pero, inspirado por una tendencia creciente en los negocios de reducir las emisiones de carbono y mejorar su impacto en el medio ambiente, así como por el deseo de reducir costos, Jones, al igual que un número cada vez mayor de otros clientes, optó por contratar al distribuidor local de Caterpillar, Finning, para que desmontara y reconstruir la máquina en su lugar, reemplazando las piezas desgastadas con piezas usadas que se habían devuelto a una fábrica Cat y restaurado o ‘remanufacturado’.

El equipo de Stokey posa para una foto con el equipo de Finning UK que completó la reconstrucción certificada. Foto: Finning

La decisión de Stokey de elegir una reconstrucción del tren motriz certificado (CPT), que incluye reemplazar la transmisión, el motor, el diferencial y los mandos finales con alternativas remanufacturadas cuando sea posible, le ahorró al cliente 550 000 libras esterlinas en comparación con los costos de comprar una máquina nueva y salvó el planeta. miles de toneladas de carbono en términos de energía y recursos.

“Le estamos dando a una máquina vieja una oportunidad de vida completamente nueva en lugar de enviarla para su reventa o, peor aún, para que la descompongan y la desechen”, dice Jones, posando orgulloso con la máquina reconstruida y luciendo un casco y patines. chaqueta naranja vis.

Por supuesto, la reutilización, reparación y reacondicionamiento de maquinaria costosa no es nada nuevo en la industria de equipos de construcción. Los talleres de reparación independientes, los distribuidores de equipos y los fabricantes han estado ofreciendo varios niveles de reparación durante más de un siglo.

Pero en los últimos años, las empresas han comenzado a tomar lo que se ha convertido en una norma de la industria y establecer una conexión directa con el cumplimiento de los objetivos de sostenibilidad de toda la empresa. Las organizaciones pueden obtener valor a corto plazo más rápido recuperando los productos existentes y reutilizándolos e incorporando innovaciones que ayuden a alcanzar los objetivos netos cero y netos neutrales en las cadenas de suministro.

Los distribuidores de Caterpillar han estado ejecutando un programa de reconstrucciones certificadas desde 1985, realizando en cada máquina más de 350 pruebas y examinando 7000 piezas para proporcionar a los clientes una máquina como nueva, completa con garantía Cat.

Reconstrucciones certificadas

Mark Holden, gerente de cuentas de soporte de productos en Finning Reino Unido e Irlanda, dice que al reutilizar las partes más resistentes de la máquina y reemplazar solo las partes que las necesitaban, la reconstrucción de Stokey le costó a la empresa 300 000 libras esterlinas (339 500 euros) en comparación con las 850.000 libras esterlinas para comprar una topadora D9 equivalente nueva. Y la topadora reconstruida también le cuesta menos al planeta en términos de la cantidad de materias primas y carbono utilizados para fabricarla.

“Mientras que el motor, la transmisión y otros componentes clave eventualmente necesitarán ser reemplazados antes de que fallen y causen problemas operativos, el chasis principal y la carrocería de la máquina son estructuralmente sólidos, por lo que pueden desmontarse y restaurarse a su antigua gloria y usarse una y otra vez. “ él dice.

La reconstrucción de Stokey En el caso de la reconstrucción del bulldozer D9 de Stokey, todo el proceso duró desde abril hasta junio de 2022, comenzando con una inspección previa a la reparación realizada por el ingeniero de servicio líder de Finning, Lane Armstrong, y fue seguido por un taller de desmontaje de un mes de duración durante el cual dos ingenieros Desmontó minuciosamente todos los componentes externos e internos y los clasificó. Una tercera etapa consiste en una inspección en profundidad de la máquina, mirando a lo largo del chasis, inspeccionando el estado del trabajo de la manguera e identificando cualquier daño en los soportes o frenos. Solo después de esto, los técnicos pueden brindar una recomendación para un alcance completo del trabajo requerido y proporcionar un costo y un cronograma al cliente. Una vez acordado, el controlador de servicio Simon Benton supervisó el proyecto, ordenó los componentes principales, incluido un motor remanufacturado de Caterpillar, así como el uso de unidades de intercambio de servicio de Finning para componentes como unidades de transmisión final. Foto: Finning

La refabricación se está volviendo cada vez más importante dentro de los objetivos de sostenibilidad de los OEM y sus distribuidores.

Significa que, en lugar de reemplazar el motor desgastado del D9 por uno nuevo, lo que requiere materiales y recursos más valiosos, los ingenieros pueden obtener un motor usado de un cliente anterior que se envió de vuelta al fabricante y se restauró a las condiciones originales de fábrica antes. siendo devuelto al distribuidor y revendido a un precio más barato que uno nuevo pero ofreciendo el mismo rendimiento y con una garantía del fabricante a la par.

Además de ser el fabricante de equipos de construcción más grande del mundo, Caterpillar también es uno de los remanufacturadores más grandes del mundo y ofrece oficialmente el servicio desde 1973. Y antes de eso, la empresa se jacta de haber realizado reacondicionamientos y reparaciones. Señala que uno de los tractores originales construidos por la compañía predecesora de Cat, Holt Manufacturing Company en 1917, todavía está en funcionamiento. Los componentes se pueden refabricar hasta seis veces.

¿Qué es la remanufactura?

Durante los últimos 40 años, Cat dice que sus distribuidores han reconstruido aproximadamente 37 000 máquinas, trenes motrices y componentes, y solo en 2021 devolvieron 127 millones de libras de material a las instalaciones de refabricación de Cat para su procesamiento. El precio de venta de los productos Cat Reman incluye un ‘depósito central’ que vale aproximadamente lo mismo que el valor de los materiales mismos, lo que, según el fabricante, proporciona un incentivo económico para finalmente devolver el componente.

En 2021, la empresa anunció un objetivo de sostenibilidad para aumentar las ventas y los ingresos de Cat Reman en un 25 % para 2030 con respecto a los niveles de 2018.

Las razones detrás de esto son tanto ambientales como estratégicas.

Cat dice que restaurar una culata a las condiciones de fábrica requiere un 85 % menos de energía que fabricar una nueva, lo que genera un 61 % menos de gases de efecto invernadero. También utiliza un 86 % menos de agua y requiere un 85 % menos de material. Los motores remanufacturados se envían a los distribuidores, quienes luego los usan como parte de una reconstrucción completa.

Además, la empresa estima que alrededor del 35% de sus costos se encuentran en gastos generales, mientras que la mayoría (65%) son costos de materiales. Por lo tanto, el rescate de materiales brinda una mayor ventaja comercial para la empresa sobre sus competidores.

Ellen MacArthur pronuncia un discurso durante la asamblea general de accionistas del Grupo Renault Nissan en París, Francia. Foto: Stéphane Lemouton

La Fundación Ellen MacArthur, una organización benéfica con sede en el Reino Unido creada por la ex navegante británica para promover la economía circular, destaca tanto a Caterpillar como al fabricante de plataformas aéreas JLG como ejemplos de empresas que avanzan con éxito hacia una economía circular mediante la adopción de modelos comerciales innovadores.

La fundación cita a Caterpillar por brindar a los clientes “múltiples opciones de extensión de la vida útil del producto”, que incluyen la refabricación, la reconstrucción y las ventas de segunda mano.

“El marco de la economía circular enfatiza la importancia de diseñar productos y sistemas efectivos en lugar de apuntar únicamente a la eficiencia.

“Caterpillar ha empleado esta estrategia en el diseño de su propio producto y, en lugar de tratar de usar cada vez menos material, cada vez se presta más atención a la creación de un producto que está destinado a ser refabricado varias veces”, dice la fundación.

Cat se jacta de que su equipo está ‘construido para ser reconstruido’. Uno de sus ejemplos más citados es un bloque de motor con un manguito extraíble en el orificio del cilindro. Cuando se recupera el componente, este material se puede quitar y reemplazar para que el motor vuelva a funcionar como nuevo. Las técnicas anteriores para la refabricación de bloques de motor implicaban volver a perforar el cilindro del motor y usar un pistón más grande, pero esto solo se puede hacer hasta tres veces antes de que la calidad del producto se vea afectada.

Y no es solo Caterpillar la que tiene grandes planes para aprovechar más la economía circular. Otros fabricantes también han anunciado recientemente ambiciosos objetivos de crecimiento para sus propias operaciones de refabricación y reconstrucción.

Volvo Construction Equipment tiene el objetivo de aumentar su negocio de refabricación en un 60 % para 2025 en comparación con la línea base de 2018. La compañía también dice que espera ver un gran crecimiento en sus reconstrucciones certificadas, impulsadas por objetivos de sostenibilidad, iniciativas de ahorro de costos y por la reciente crisis de la cadena de suministro que ha dificultado la obtención de nuevas máquinas.

Aprovechar la economía circular

“Esperamos ver un aumento significativo en la cantidad de reconstrucciones certificadas realizadas en 2023 en comparación con 2022”, dice Hilton Wood, gerente de producto para desarrollo de ventas y productos y servicios posventa en Volvo CE, con sede en Pensilvania. En comparación con años anteriores, las reconstrucciones están recibiendo más atención y la cotización está aumentando debido a la disponibilidad limitada y la alta demanda de máquinas. Un beneficio adicional es el aspecto de sostenibilidad”.

Hitachi Construction Machinery también informa que los clientes están considerando cada vez más renovar sus propios equipos. La empresa tiene instalaciones de remanufactura en 21 ubicaciones alrededor del mundo en diez países, empleando aproximadamente a 400 personas.

Refabricación en una planta de remanufacturación de Hitachi en Zambia. Foto: HitachiCM

“El costo es, sin duda, un factor principal, pero estamos notando un interés creciente en la economía circular, especialmente en los países escandinavos”, dice Rob Feskens, representante de ventas de piezas de Hitachi Construction Machinery.

“Esto a menudo es estimulado e impulsado por las regulaciones gubernamentales establecidas para alentar a los contratistas a trabajar de una manera más ambiental y sostenible”.

La Fundación Ellen MacArthur elogia la asociación de JLG con la compañía financiera DLL, que alienta a los clientes a devolver los equipos a JLG al final de sus contratos de arrendamiento, lo que permite a JLG planificar y predecir cuándo llegarán los activos a su taller para su reacondicionamiento.

“La cartera de negocios reacondicionados de JLG para 2023 es muy sólida”, dice Chris Mellott, vicepresidente de ventas y servicio de JLG. “Desde que se lanzó el programa en 1997, ha crecido a través de todas las condiciones económicas, independientemente de las condiciones del mercado (restricciones de la cadena de suministro, recesión inminente, etc.)”.

Los fabricantes también están destacando los servicios de actualización como otra forma de extender la vida útil de la maquinaria y al mismo tiempo reducir las emisiones de carbono.

En febrero, el OEM francés Manitou anunció que había firmado un acuerdo con la empresa de alquiler Kiloutou para investigar kits de electrificación de actualización para los manipuladores telescópicos con motor diésel del fabricante. Los kits, que comprenderán baterías de iones de litio, abrirán la puerta al cambio de motores de combustión interna a motores totalmente eléctricos bajos en carbono.

“La posibilidad de dar una segunda vida a las máquinas de nuestra flota y reducir sus emisiones es una palanca clave en nuestro impulso para reducir nuestras emisiones indirectas”, dijo François Renault, director de flota y sostenibilidad del Grupo Kiloutou. “Estamos trabajando particularmente duro en estos días para acelerar esta solución de economía circular”.

Prolongación de la vida útil de los equipos de construcción

El fabricante alemán de equipos de construcción Liebherr informa de una tendencia similar. “Desde 2022, hemos notado un aumento en las solicitudes de actualizaciones y revisiones de los clientes”, dice Wolfgang Pfister, director de marketing estratégico y comunicaciones de Liebherr.

“Lo que llama la atención es que los clientes buscan aplicar sus máquinas para una gama más amplia de operaciones. Para seguir siendo competitivos, nuestros clientes requieren máquinas más versátiles y polivalentes. El tren de pensamiento actual definitivamente también se dirige hacia la longevidad y la sostenibilidad. La conciencia global del pensamiento verde está en constante crecimiento”.

Sin embargo, a pesar de estos planes que suenan grandiosos, algunos siguen siendo escépticos sobre si los negocios de remanufacturación en crecimiento son alcanzables, o incluso deseables, para los OEM.

Una de las razones clave de esto es que las prácticas actuales de reconstrucción y remanufactura requieren mucha gente. Aunque gran parte del proceso de construcción de maquinaria nueva está automatizado y se realiza mediante robótica, el desmontaje todavía se realiza a mano, con ingenieros que inspeccionan cada pieza para decidir cuál se puede reutilizar o rescatar para la refabricación y cuál solo se puede desechar.

La naturaleza del proceso significa que la refabricación actualmente solo es rentable para los componentes más valiosos, como los engranajes o los componentes de acero del motor. Incluso dentro de este grupo, no todos los componentes son adecuados para la refabricación, y muchos están demasiado desgastados o degradados como para considerar que vale la pena repararlos.

Liebherr implementó un nuevo sistema de elevación patentado para extensiones de altura de elevación en 2022 como parte de su programa Liebherr Transform. Foto: Liebherr

Liebherr estima que la refabricación da como resultado un ahorro de material de entre un 75 % y un 78 %, lo que se traduce en una reducción de la huella de carbono de un cigüeñal en un 66 % y de un cárter en un 61 %.

Sin embargo, los investigadores calculan que cuando se tienen en cuenta los rechazos, las reducciones en la huella de carbono de ambos elementos remanufacturados se reducen a alrededor de la mitad de la de su equivalente recién fabricado.

Del mismo modo, los procesos de remanufactura reales también pueden ser ineficientes e intensivos en carbono, ya que los componentes de hierro fundido a menudo requieren soldadura a temperaturas de precalentamiento superiores a 315 °C.

Y, dado que la mayoría de los fabricantes solo utilizan unas pocas instalaciones para brindar el servicio a nivel mundial, muchos componentes pesados deben transportarse largas distancias, lo que también aumenta su huella de carbono.

Proyectos de investigación de remanufactura

Con el fin de encontrar formas de aumentar la cantidad de material que se puede refabricar fácilmente, y formas más eficaces y energéticamente eficientes de hacerlo, los OEM y los gobiernos están invirtiendo mucho en investigación y desarrollo.

El Instituto REMADE, una asociación público-privada establecida por el Departamento de Energía de EE. UU., así como por OEM, incluidos Caterpillar, John Deere, Michelin y Nike, e instituciones académicas de investigación como el MIT, el Instituto de Tecnología de Rochester y Yale, ha entregado millones desde 2017 de dólares en becas de investigación destinadas a analizar estos temas.

Los proyectos actuales incluyen trabajar con empresas de remanufactura para elaborar un conjunto de pautas de diseño que permitiría a los ingenieros de diseño integrar las consideraciones de remanufactura en sus componentes en primer lugar, así como usar técnicas de aprendizaje automático para reconocer diferentes tipos de daños en los componentes y desarrollar una estimación en tiempo real de los costos de remanufactura.

Los investigadores del Instituto de Tecnología de Rochester y la Universidad de Pittsburgh están colaborando con Caterpillar en una amplia gama de proyectos destinados a aumentar la proporción de componentes de acero desgastados que se pueden volver a fabricar, como el desarrollo de técnicas prácticas de reparación de alta tecnología para aliviar la tensión en los componentes que actualmente no se pueden usar y usan revestimiento láser de alta velocidad para cigüeñales y árboles de levas remanufacturados, lo que se espera que aumente la tasa de reutilización del 70% al 95%. Los socios también están desarrollando un sólido proceso de reparación de soldadura que se puede lograr a temperaturas más bajas.

Además, el instituto financia investigaciones destinadas a aumentar la gama de materiales que se pueden reparar o refabricar. Estos incluyen el uso de técnicas de microabrasión o abrasión con láser para eliminar el material de encapsulado que rodea las placas de circuito y el uso de métodos automatizados para detectar fallas en las uniones de soldadura y de interconexión en los componentes electrónicos usados.

Y, sin embargo, a pesar de todo esto, la remanufactura representa solo una fracción del negocio, y la mayoría de los OEM se enfocan firmemente en el proceso más lucrativo de fabricar y vender máquinas.

El objetivo de Caterpillar de aumentar las ventas y los ingresos de Cat Reman en un 25 % para 2030 desde los niveles de 2018 se produce después de que la empresa no cumpliera con un objetivo de sostenibilidad anterior de aumentar los ingresos de refabricación en un 20 % de 2013 a 2020, algo que la empresa explicó sobre una caída en general demanda durante el primer año de la pandemia de Covid y en la decisión de la empresa de dejar de fabricar motores para camiones de carretera. La compañía no divulga los ingresos por remanufactura por separado.

El fabricante de equipos agrícolas y de construcción Deere & Co, que divulga las cifras de su división de remanufactura, dijo que los ingresos ascendieron a 360,4 millones de dólares en 2021, menos del 1 % del total de la empresa durante el período.

De acuerdo con los últimos objetivos de sostenibilidad de Deere, planea aumentar esa cifra en un 50 % para llegar a 540,6 millones de dólares en 2030. El progreso hasta ahora es modesto: en 2022, la empresa dijo que los ingresos de la división crecieron un 2 % a 367,6 millones de libras esterlinas.

Bert Avezaat, director del especialista holandés en reparación de grúas Avezaat, que se especializa en reparar grúas de cualquier fabricante, dice que aunque la demanda de reparaciones, reconstrucciones y remanufacturas es cada vez más fuerte, empresas como la suya ven poco en términos de competencia de los OEM, quienes en su mayoría todavía están preocupados con un modelo de economía lineal de fabricar y vender tantas máquinas nuevas como sea posible con fines de lucro.

“En general, los OEM se concentran más en suministrar grúas o repuestos nuevos”, dice. “Hacen reparaciones pero no es su actividad principal”.

El enfoque de los fabricantes sigue siendo la economía lineal

Algunos clientes también desconfían de los productos remanufacturados, prefiriendo la tranquilidad y el prestigio de un producto nuevo. Según Alexander Pajari, director de soporte de productos de Volvo CE, crear conciencia sobre el proceso de remanufactura es un desafío para el fabricante en China, por ejemplo, donde cualquier artículo de segunda mano se ve tradicionalmente con recelo.

Además, a algunos les puede preocupar que al centrarse tanto en los éxitos de la refabricación en sus objetivos de sostenibilidad, los OEM puedan distraer la atención del establecimiento de objetivos para reducir sus propias huellas de carbono significativas. Los fabricantes están bajo una presión cada vez mayor para reducir las emisiones de acuerdo con el Acuerdo de París, un proceso que probablemente cause una interrupción significativa en las prácticas laborales actuales.

Pero de vuelta en el taller de Finning en West Midlands, la Sarah Jones de Stokey se ha convertido.

“Esta experiencia sin duda nos ha abierto los ojos a la perspectiva de considerar más reconstrucciones, tanto en términos de ganancias financieras sobre el reemplazo con una nueva máquina, pero también teniendo en cuenta la sostenibilidad”, dice ella.