Por Gonzalo Ruelas
En las próximas décadas la actividad de la industria de la construcción aumentará significativamente en el mundo. En este escenario, las ciudades que busquen reducir sus emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) y lograr la neutralidad de carbono en su infraestructura de edificios deberán prestar atención a un factor que menudo no recibe la atención merecida: la maquinaría de vehículos pesados utilizada durante los procesos de construcción de inmuebles.
De acuerdo con la Hoja de ruta para la descarbonización de las ciudades, elaborado por la transnacional danesa Danfoss, las máquinas de construcción en todo el mundo emiten 400 toneladas métricas (MT) de dióxido de carbono (CO2) al año. Esta cifra es similar a la generada por la aviación comercial. Asimismo, el 50 por ciento de las emisiones totales del CO2 que generan los vehículos pesados proviene sólo del uso de excavadoras.
Tres grandes desafíos a superar
Descarbonizar la maquinaría empleadas por el sector de la construcción, advierte el documento, no es tan sencillo como parece. En primer lugar, en comparación con los automóviles corrientes, las excavadoras necesitan trabajar mucho más duro y durante mucho más tiempo entre cargas, lo que significa que necesitan baterías extremadamente grandes para igualar la productividad del equivalente diésel. Como resultado, las excavadoras totalmente eléctricas consumen una gran cantidad de recursos para las baterías, que son costosas de comprar. De este modo, el costo total de la propiedad de maquinaria eléctrica durante su vida útil aún supera a las máquinas diésel por un amplio margen.
En segundo lugar, no todos los sitios de trabajo de excavadoras tienen suficiente energía de carga para soportar una flota de excavadoras eléctricas. Los sitios que tienen mucha energía eléctrica en el sitio a menudo son muy grandes, como canteras, y requieren el cambio de baterías en el campo al principio y al final de cada turno y cargarlas en el depósito. Dado que las baterías pesan toneladas, esto plantea desafíos operativos.
En tercer lugar, prosigue el informe, no hay energía verde ilimitada en la red y la cantidad de energía verde adicional necesaria para electrificar la flota de excavadoras no es trivial: una estimación aproximada advierte que, si todas las excavadoras del mundo fueran eléctricas, consumirían tanta energía como la que generada por todas las turbinas eólicas marinas del mundo actualmente.
A pesar de estos desafíos, la industria constructiva ya está impulsando la electrificación. Hoy en día, existen máquinas eléctricas muy pequeñas de hasta 3 toneladas y, a menudo, funcionan en ubicaciones en el centro de la ciudad. Sin embargo, para tener lograr un impacto sustancial, se necesitan soluciones de electrificación para las máquinas de más de 10 toneladas, ya que éstas representan el 56 por ciento de las unidades vendidas, pero aportan el 92 por ciento de las emisiones de CO2.
Eficiencia energética, el camino a seguir
De momento, señala el documento de Danfoss, la mejor alternativa para descarbonizar la maquinaría son las tecnologías de eficiencia energética, capaces de reducir inmediatamente el uso de diésel en las excavadoras y, al mismo tiempo, abordar algunos de los desafíos de la electrificación. Mejorar la eficiencia reduce el tamaño de las baterías eléctricas, la cantidad de energía de carga requerida y la generación de energía renovable para lograr el mismo impacto.
Las excavadoras actuales tienen solo un 30 por ciento de eficiencia energética, lo que significa que el 70 por ciento de la energía que produce el motor se desperdicia en lugar de ayudar al cucharón de la excavadora a mover la tierra. Para identificar las pérdidas de energía en un vehículo pesado, no basta con mirar el motor del vehículo. En las máquinas de construcción, un sistema hidráulico consta de una bomba que presuriza fluidos (aceite) para transmitir la potencia del motor para realizar trabajos como levantar o excavar.
Ya sea que el vehículo tenga un motor eléctrico o un motor de combustión, el consumo de energía del vehículo puede reducirse significativamente mediante la introducción de medidas de eficiencia energética. Por ejemplo, el consumo de energía puede reducirse significativamente cuando el vehículo no está funcionando mediante soluciones como bombas de desplazamiento variable, desplazamiento digital, bombas de velocidad variable y accionamientos descentralizados. Además, las pérdidas en el sistema hidráulico que son esenciales para muchos vehículos todoterreno se pueden reducir significativamente con las tecnologías existentes y los sistemas de recuperación de energía pueden reciclar energía en el sistema.
Estas medidas de eficiencia energética permiten que las excavadoras realicen más trabajo con un motor más pequeño y menos combustible y reducen la capacidad de la batería necesaria para electrificarlas hasta en un 24.8 por ciento. La tecnología se está desarrollando rápidamente y algunas de estas medidas pueden generar ahorros de combustible del 15 al 30 por ciento en excavadoras de más de 15 toneladas y, al mismo tiempo, aumentar la capacidad de trabajo de las máquinas. Se estima que, en un futuro, será posible aplicar esta tecnología en todos los tamaños de excavadoras e incluso alcanzar un ahorro de combustible del 50 por ciento.
