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La electrificación es esencial para alcanzar el Net Zero. En la actualidad, el transporte representa más de una cuarta parte del consumo total de energía del mundo y alrededor del 30% de las emisiones totales de CO2 y los vehículos industriales son responsables de casi la mitad de estas emisiones.

Los vehículos de manipulación de materiales -los que trasladan contenedores y palés industriales por puertos, aeropuertos y centros logísticos- pueden beneficiarse enormemente de la electrificación. Además del beneficio inmediato de reducir las emisiones, existen importantes ventajas en términos de reducción del ruido, calidad del aire, resultados sanitarios, mejor control, etc. Los trenes de potencia eléctricos ya están disponibles y probados para carretillas elevadoras de todos los tamaños, apiladoras retráctiles, tractores de arrastre, vehículos de guiado automático, tractores de terminal y otros vehículos de manipulación de materiales.

¿Por qué electrificar los vehículos industriales?
La tecnología eléctrica moderna, que incluye motores, accionamientos y baterías, es ideal para los vehículos de manipulación de materiales por varias razones. Mecánicamente, los trenes de potencia eléctricos tienen menos piezas móviles, lo que los hace más fiables y, en general, más duraderos que los vehículos con motor de combustión interna (ICE por sus siglas en inglés). Por lo general, un motor diésel estándar puede funcionar durante un total aproximado de entre 12.000 y 15.000 horas, mientras que los motores eléctricos tienen una vida útil media de más de 20.000 horas. Los motores eléctricos también pueden alcanzar una eficiencia energética del 95% dentro del rango de carga óptimo, mientras que los motores diésel sólo pueden alcanzar un máximo de alrededor del 45% de eficiencia.

Los motores eléctricos también proporcionan un mayor control del par y una menor inercia, lo que facilita a los operarios el control de la maquinaria, ahorrando tiempo y mejorando la productividad. Por ejemplo, un carretillero que desplace palés con un tren de potencia eléctrico tendrá más probabilidades de alinearlos correctamente a la primera, lo que aumentará el rendimiento. Los vehículos eléctricos también son superiores en términos de calidad del aire ya que los vehículos de manipulación de materiales ICE producen humos peligrosos, incluidos óxidos de azufre y nitrógeno. La inhalación de humos es perjudicial para los trabajadores y puede agravar las afecciones respiratorias. Una situación especialmente problemática en entornos cerrados, como los almacenes.

Para limitar estas emisiones peligrosas, los motores de combustión interna utilizan distintos tipos de sistemas de postratamiento de los gases de escape. Algunos de estos sistemas son muy complejos, ya que albergan muchos componentes diferentes, lo que aumenta el riesgo de tiempos de inactividad no deseados y el coste de la máquina. En comparación, los trenes de potencia eléctricos no producen emisiones y no necesitan sistema de escape, lo que contribuye a mejorar el bienestar de los empleados y reduce la cantidad de mantenimiento necesario.

Además, los vehículos eléctricos son mucho más silenciosos que los de combustión interna, lo que reduce la contaminación acústica y la necesidad de protección auditiva. También hace que el entorno operativo sea más seguro, especialmente en obras en las que los materiales se trasladan con regularidad entre entornos interiores y exteriores. Los trenes de potencia eléctricos también producen una conducción más suave y menos vibraciones, lo que hace más cómodo sentarse en un vehículo durante largos periodos.

A veces, los operadores pueden preocuparse por el coste inicial de los vehículos eléctricos. Aunque el coste inicial es ligeramente superior al de las alternativas ICE, el precio es sólo una pequeña parte del coste total de propiedad (TCO). Los costes de funcionamiento de los vehículos eléctricos son hasta un 60% inferiores a los de los vehículos de combustión interna, por término medio. Esto es el resultado de una mayor eficiencia "del tanque a la rueda", del coste de la electricidad en comparación con el combustible y de los menores requisitos de mantenimiento.

Como resultado, el coste total de propiedad de los vehículos eléctricos de manipulación de materiales es aproximadamente un 20% inferior al de los vehículos de combustión interna equivalentes.

¿Qué diferencia a los vehículos eléctricos?
Las piezas clave de un tren de potencia eléctrico son el motor eléctrico y el convertidor de tracción. Al tratarse de vehículos industriales, el motor eléctrico debe ser más robusto que los destinados a aplicaciones de consumo, sobre todo cuando funcionan 24 horas al día en algunos de los principales puertos del mundo. Una carretilla elevadora más pequeña puede depender de un motor eléctrico para todas sus funciones, incluida la tracción y el movimiento de las horquillas. Sin embargo, separar estas operaciones y utilizar dos motores tiene sus ventajas ya que al seleccionar motores específicos para cada función mejora la eficiencia energética y, dado que cada motor puede ser más pequeño, suele ser menos costoso.

El convertidor de tracción se encarga de suministrar electricidad al motor con la tensión y la frecuencia adecuadas. Esto afecta a todos los demás componentes del tren de potencia, por lo que es esencial que el convertidor de tracción sea lo más eficiente posible. Afortunadamente, la moderna tecnología de convertidores puede reducir el consumo de energía -y, por tanto, los costes de explotación- hasta en un 20%. Para mejorar aún más la eficiencia, los motores eléctricos y los convertidores de tracción pueden soportar el frenado regenerativo.

Al igual que los vehículos de combustión interna, los eléctricos necesitan infraestructuras. Los vehículos eléctricos pueden recibir energía directamente, por ejemplo, a través de catenarias aéreas, o recargar las baterías de a bordo, o una combinación de ambas; por lo que los operadores deben tener en cuenta las necesidades del vehículo y especificar la infraestructura adecuada. Por ejemplo, en los puertos de todo el mundo vemos cada vez más soluciones de electrificación basadas en trolebuses para realizar una carga rápida antes de que el vehículo siga su camino. De este modo, el vehículo se carga en determinados puntos clave, pero, a diferencia de las catenarias, no se ve obligado a seguir una ruta establecida.

Los centros que opten por la carga de baterías pueden programarla para que coincida con las pausas de los empleados, lo que garantiza que las necesidades del equipo nunca restrinjan el trabajo. Sin embargo, los grandes picos de carga que esto produce pueden requerir infraestructuras eléctricas adicionales, como el almacenamiento en baterías. Así pues, cuando se requieren características de rendimiento específicas, también es posible adoptar un enfoque híbrido que combine motores diésel y eléctricos, utilizando cada uno de ellos donde sean más eficientes.

¿Cómo electrificamos la industria?
La clave para implantar la electrificación es establecer sólidas asociaciones entre los fabricantes de equipos originales, los integradores de sistemas y los operadores. De este modo se garantiza la experiencia de todas las partes, lo que permite el rápido despliegue de nuevos vehículos y la posibilidad de reequipar vehículos diésel. Por ejemplo, ABB se ha asociado con Nasta AS en Noruega para reequipar vehículos Hitachi existentes con trenes de potencia eléctricos. Un solo vehículo diésel de 24 toneladas suele consumir unos 18.000 litros de combustible al año, lo que se traduce en 48 toneladas de emisiones de CO2, además de importantes emisiones de óxido de azufre (SOx).

ABB y Nasta AS han modernizado con éxito varios vehículos con trenes eléctricos de potencia, mejorando la calidad del aire y los niveles de ruido in situ. Los operarios también afirman que las máquinas responden mucho mejor. En resumen, la electrificación es una forma rentable de reducir las emisiones de carbono de la industria, además de producir un lugar de trabajo más seguro y agradable.

Descargue el artículo especializado de ABB sobre transporte sostenible para obtener más información sobre el papel transformador que pueden desempeñar los trenes de potencia eléctricos en el transporte industrial. Consulta este enlace https://to.abb/_P8T1Oy_  o escanea el código QR: