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¿Cómo están evolucionando las excavadoras de gran tamaño?
20 noviembre 2024
En la industria de maquinaria de construcción, pocos "hermanos pequeños" reciben más atención que las miniexcavadoras pero, como informa Mitchell Keller , la innovación abunda en los modelos medianos y grandes.
Las excavadoras compactas se están vendiendo más que sus contrapartes más grandes (por un amplio margen), y así ha sido durante años; en 2023, 365.000 miniexcavadoras se vendieron en todo el mundo por un valor de más de US$12.500 millones, según la consultora de construcción Off-Highway Research (OHR).
La OHR estima que las ventas de miniexcavadoras hidráulicas en América del Norte crecieron un 133 % entre 2014 y 2023, mientras que el rango de 6 a 12 toneladas representó alrededor del 33 % de la participación de mercado regional en 2023 (en comparación con solo el 2,6 % hace diez años). Las tasas de crecimiento de las ventas son similares en otros mercados importantes de equipos de construcción como China y Europa.
Son datos impresionantes, pero ¿por qué las pequeñas empresas deberían recibir todo el reconocimiento? Si bien las máquinas medianas y grandes pueden no mover tantas unidades, las excavadoras de mayor tonelaje aún se están modernizando junto con el resto de la industria. Y, con el volumen de megaproyectos globales en aumento, la demanda de ellas no va a disminuir.
Cuanto más grande, mejor
Los minis se ganan la vida en entornos urbanos y espacios reducidos, lo que contribuye a su popularidad en los últimos años, a medida que las principales metrópolis invierten cantidades históricas en viviendas e infraestructura.

Pero las excavadoras midi y maxi (de 10 toneladas y más) brillan en los entornos más hostiles del mundo; las aplicaciones ideales para excavadoras de 10 toneladas y más incluyen sitios remotos, minería, canteras y regiones donde el clima y las temperaturas alcanzan extremos.
Eso es precisamente lo que el fabricante de equipos originales JCB, con sede en el Reino Unido, tenía en mente al desarrollar su excavadora 370X, que se lanzó este año. JCB, uno de los fabricantes de excavadoras más reconocidos en el mercado europeo, afirmó que su máquina más nueva es su excavadora de orugas de la Serie X más grande hasta el momento: lanzó la gama de la Serie X en 2018.
Pesa hasta 40 toneladas y está respaldado por un motor diésel Cummins L9 de seis cilindros y 8,9 litros que desarrolla hasta 240 kW o 322 CV a 1.700 rpm. Su sistema hidráulico utiliza bombas Kawasaki y un bloque de válvulas KYB de nueva generación.
JCB señaló que el clima fue un componente vital que se tuvo en cuenta en el desarrollo de la máquina. “La 370X está diseñada para funcionar en los entornos más hostiles y ha sido sometida a pruebas rigurosas para que rinda al máximo sin importar el clima�, afirma la empresa.
También cuenta con un contrapeso más pesado para mayor estabilidad, estructuras más grandes para soportar fuerzas adicionales, mayores diámetros de tuberías de servicio y presiones hidráulicas elevadas para obtener más potencia en el extremo de excavación.
El tamaño también se traduce en una mayor productividad: la 370X puede mover 4,5 toneladas más de material por litro de combustible y 86 toneladas más de material por hora que sus competidores, según las pruebas de JCB. El diámetro de la cuchara de la unidad también se incrementó hasta 100 mm con un accesorio, lo que también podría resultar beneficioso en trabajos de demolición más grandes.
Aumentar la productividad
Las máquinas eléctricas también están ganando terreno y están entrando en nuevos mercados. Volvo Construction Equipment (Volco CE), con sede en Suecia, lanzó su excavadora eléctrica EC230 en Japón en mayo, tras haberla comercializado por primera vez en América del Norte y Europa.
Volvo CE considera que la EC230 es ahora la "excavadora eléctrica más grande disponible en Japón". El lanzamiento comercial en el país fue estratégico, afirma Shoji Isamu, responsable del mercado japonés de Volvo CE, destacando los factores que impulsan el mercado de las excavadoras medianas eléctricas.
“Hay un interés significativo de los clientes en Japón por máquinas de construcción eléctricas que produzcan cero emisiones�, afirma, y señala que los distribuidores y los usuarios finales necesitan “opciones sustentables que satisfagan las necesidades del mercado japonés�.
Inicialmente, se entregaron cinco EC230 para el mercado de alquiler, dos de ellos ya programados para su uso en el momento del lanzamiento y un sexto que se encargará a un "contratista importante" que trabajará en múltiples proyectos.
Y entre las excavadoras de mayor tamaño se encuentra la excavadora minera hidráulica PC9000 de Komatsu para aplicaciones de superficie.
Desarrollado por la División de Minería de Komatsu Alemania (KGM) y SMS Equipment (una subsidiaria de Sumitomo Corporation, con sede en Canadá), Komatsu dijo sobre el nuevo modelo: "El PC9000 está diseñado para aumentar la productividad, el rendimiento y la eficiencia en la mina. Está optimizado para adaptarse a los tamaños de camiones mineros Komatsu 830E a 980E, mejorando los tiempos de ciclo y reduciendo el costo general por tonelada de material movido".
La primera máquina fue entregada a la mina de lodos de arena petrolífera Fort Hills en Alberta, Canadá, una operación de Suncor, junto con 23 de los 980 camiones de Komatsu. La empresa canadiense de energía Suncor dijo que el sitio extrae 194.000 barriles de material por día y tiene una expectativa de vida útil hasta el año 2068.
El gigantesco PC9000 de Komatsu incluye un cucharón más grande y fuerzas de excavación elevadas, instaladas para mejorar la eficiencia y los tiempos de ciclo.
ձԴDZDzí y potencia de tuning
Las funciones autónomas como la asistencia de nivelación, la nueva tecnología de detección y cámara y la telemática ya se han convertido en la norma para la mayoría de las máquinas nuevas en el mercado.
En los próximos años, el ajuste de los sistemas de control electrohidráulico, las funciones de automatización y la introducción de más oportunidades de operación remota serán los próximos avances para las excavadoras de construcción.
El sistema de operación remota Cat Command de Caterpillar es un ejemplo de cómo la tecnología puede permitir a los operadores salir de la cabina y continuar con su trabajo, lo que podría ser particularmente beneficioso al excavar alrededor de servicios públicos o infraestructura subterránea.
La empresa demostró una excavadora remota en las instalaciones de capacitación e investigación de Caterpillar en Edwards, Illinois, EE. UU., durante los Días de ձԴDZDzí y DzԲٰܳó anuales de la empresa.

"Es muy sencillo", dice el operador durante una demostración en interiores en Edwards, de pie con una "caja abdominal" de Cat Command alrededor de su cuello. Es el dispositivo que utiliza para controlar una excavadora Cat 308, que está a unos 10 metros frente a él.
“Cuando cambie al modo de excavación, será como si estuviera en la cabina�, añade. “La mano derecha será el balde y la pluma, y la mano izquierda será el brazo oscilante y el brazo... muy familiar�.
Caterpillar también lanzó Cat Grade con 3D para excavadoras, que permite a los operadores nivelar diseños complejos en varias máquinas utilizando tecnología GNSS y guía de posicionamiento RTK (cinemática en tiempo real). Es compatible con las principales empresas de topografía y escaneo como Trimble, Topcon y Leica.
Energía alternativa
Las innovaciones tecnológicas en materia de combustible también impulsan la industria de las excavadoras y Liebherr no deja piedra sin mover.
“Las tecnologías de conversión de energía incluyen un programa completo de motores y accionamientos de alta eficiencia, algunos de los cuales son desarrollados y producidos por la propia Liebherr: motores de combustión convencionales, motores de combustión de hidrógeno, motores eléctricos, pilas de combustible, baterías o accionamientos híbridos�, explica Marc Wiedemann de Liebherr Kirchdorf a International Construction .
Cada tecnología tiene sus puntos fuertes y débiles, y cada una requiere una infraestructura específica, explica. Eso significa que cada una es adecuada para distintos tipos de aplicaciones.
"En el futuro próximo no existirá una tecnología de accionamiento que sirva para campos de aplicación heterogéneos, como máquinas de construcción y grúas", añade Wiedemann.
“En cambio, cuanto más armonizadas estén la tecnología de accionamiento, la aplicación y la región de uso, mayor será la contribución tanto a la creación de valor para el cliente como a la neutralidad climática�.

Algunos avances tecnológicos ayudan a ilustrar las necesidades de la máquina, un componente vital a la hora de gestionar una flota robusta con muchas piezas en funcionamiento. En el fabricante de equipos originales XCMG con sede en China, la excavadora hidráulica XE690DK tiene capacidades de monitorización adicionales, que la empresa afirma a International Construction que pueden mejorar la seguridad y la eficiencia.
“La máquina está equipada con un sistema de control inteligente de detección de temperatura independiente, que optimiza el control de la temperatura del fluido, reduce el ruido y mejora la eficiencia general�, afirma el fabricante de equipos originales. “Además, el sistema de gestión inteligente de la máquina, que integra tecnología IoT y una práctica aplicación móvil, permite supervisar en tiempo real el estado de la máquina, lo que garantiza la seguridad y la eficiencia operativas�.
Cabañas donde puedes vivir
Quizás el mayor cambio en las excavadoras en la última década es lo cómodas que son hoy en día.
Los componentes electrohidráulicos han reducido las exigencias físicas del operador en el joystick, mientras que algunas características que alguna vez fueron de lujo, como el aire acondicionado y los asientos ergonómicos, se están volviendo estándar en la mayoría de las grandes marcas.
Una de las principales razones de ello es la escasez mundial de mano de obra, en particular entre los operadores de maquinaria pesada. A medida que una gran parte de la fuerza laboral se jubila, la industria está encontrando menos miembros de las generaciones más jóvenes interesados en la profesión.
Jason Hurdis, un profesional del mercado global de Caterpillar, le dice a International Construction que la comodidad de la cabina es una gran prioridad para la empresa. En mayo, en una demostración al aire libre en las instalaciones de Caterpillar en Edwards durante el calor máximo del verano, Hurdis admite que sudaba mientras narraba la demostración mientras los operadores "estaban con aire acondicionado" dentro de las cabinas de las excavadoras "se burlaban de mí con mis auriculares".
Sin embargo, Hurdis también se da cuenta de la broma: son años de trabajo desarrollando nuevas cabinas que dan sus frutos y agradece las bromas amables de los operadores porque significa que están disfrutando de su trabajo.
Hurdis agrega que cambios simples como una mejor iluminación LED y acceso al control por radio (para que los operadores reproduzcan su propia música) son pequeños en el papel, pero enormes para los trabajadores.
“El operador llega a las seis de la mañana y puede que no salga de la cabina hasta las cuatro o cinco de la tarde�, afirma Hurdis. “Cuanto más cómodos podamos hacerlos (asientos reclinables, aire acondicionado, buena visibilidad), menos fatiga tendrán�.
El fabricante chino de equipos originales LiuGong le dice a International Construction que ellos también están enfocados en la seguridad y las mejoras de la cabina. Su cabina 925FCR incluye siete nuevas características disponibles de fábrica, entre ellas un limpiaparabrisas paralelo (para situaciones de mucho polvo), una cabina inclinable para mejorar la facilidad de acceso y salida para los operadores, una pantalla de 10,1� que muestra una visibilidad de 360 grados, puertos de carga USB A y C, audio y radio mejorados, asientos mejorados y ajustes hidráulicos.
“El sistema electrohidráulico garantiza una comunicación rápida entre los joysticks, las bombas y las válvulas, lo que da como resultado un control preciso en todo el rango de potencia�, afirma LiuGong. “Además, LiuGong ha añadido ahora la capacidad de que los operadores ajusten las prioridades hidráulicas, la respuesta hidráulica y la sensibilidad de los joysticks�.
Avanzando en cada detalle
Si bien la operación por control remoto, la asistencia en 3D y los sistemas electrohidráulicos pueden parecer tecnología de vanguardia (y lo son), las excavadoras existen desde hace mucho tiempo, y muchas de estas importantes características tecnológicas también existen.
Si bien estos han mejorado a un nivel impecable hoy en día, Justin Steger, gerente de marketing de productos de la división de excavadoras de John Deere, dice que su equipo está haciendo un esfuerzo para no pasar por alto algunos de los aspectos básicos.
Al hacer referencia a las excavadoras modelo 210 a 380 de Deere en su nueva serie P (en comparación con su serie G anterior), Steger dice que el OEM todavía está descubriendo innovaciones de diseño y acceso que pueden mejorar la productividad sin un chip de computadora o tecnología emergente.

“Hemos facilitado el engrase de las juntas en general, pero en concreto de la junta de unión con el balde�, explica Steger. “Tenemos un canal de grasa que sale del centro hacia afuera y la idea es que se pueda enviar grasa desde el centro hacia afuera, y se llevará la suciedad y los residuos y eliminará el desgaste acelerado de los bujes de esa junta�.
Steger dice que Deere también hizo más resistente su ya robusto buje de sombrero de copa y el pasador endurecido para la unión del brazo al cucharón.
"Entre que el buje es más duro, el pasador es más duro y el sello es mejor, estamos viendo una vida útil entre dos y tres veces mayor en comparación con el diseño anterior de la serie G de esa junta", agrega Steger.
Deere ha reconsiderado componentes tan simples como los ventiladores (para enfriar el motor, el sistema hidráulico y las piezas eléctricas) y Steger dice que los resultados han inspirado modificaciones más avanzadas.
“Hemos pasado de los ventiladores accionados hidráulicamente de la serie G a los ventiladores de refrigeración electrónicos a demanda de la serie P�, explica. “De hecho, estamos viendo un ahorro mínimo de combustible del 7 %, probablemente más del 10 %, según la aplicación�.
Steger afirma que todos estos ajustes se reducen a un único deseo: crear valor para los propietarios y los usuarios finales. “Siempre que podemos liberar algo de potencia y reducir la carga del motor, obtenemos beneficios, y nuestros clientes obtienen beneficios en términos de ahorro de combustible�, afirma.
Puede que pasen algunos años antes de que las excavadoras más grandes den el salto gigante en la tecnología de combustible, pero hasta entonces la industria parece preparada para extraer eficiencias de las excavadoras modernas.
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