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Equipo pesado eléctrico y autónomo: el futuro de la construcción y la minería

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Con la electrificación de automóviles, autobuses, camiones y otros vehículos de transporte durante años, es natural que los equipos de construcción finalmente estén preparados para unirse. Los objetivos de cero emisiones, ahorro de combustible y menor ruido, además de una mejor sensación y manejo con comparables energía, han llevado a empresas como GM a anunciar su ambicioso deseo de ser totalmente eléctrico para 2035, eliminando gradualmente los motores de gasolina y diésel por completo.

En Volvo, también estamos comprometidos a brindar soluciones sostenibles; de hecho, hemos trabajado arduamente durante décadas en el diseño de equipos de construcción eléctricos que no solo pueden transformar los lugares de trabajo actuales, sino también abrir posibilidades para aplicaciones completamente nuevas para equipos pesados. Las soluciones autónomas abren esas posibilidades aún más.

Si está buscando estar a la vanguardia de la propiedad y el funcionamiento de un equipo eléctrico, actualmente estamos tomando pedidos por adelantado para nuestros modelos de excavadora eléctrica compacta ECR25 y cargadora de ruedas eléctrica L25, que llegarán al mercado este verano, pero estos modelos compactos los modelos eléctricos son solo el comienzo. Eche un vistazo a los diseños de nuestros conceptos de excavadora eléctrica de tamaño mediano EX03 y transportador autónomo TA15 para ver hacia dónde se dirige el futuro de los equipos de construcción y minería.

CONCEPTO DE EXCAVADORA DE TAMAÑO MEDIO EX03: LA SEGURIDAD EN SU NÚCLEO

La EX03 es un concepto de excavadora de ruedas eléctrica a batería, la primera de nuestra gama de máquinas de tamaño medio. Como máquina de laboratorio conceptual, todavía es parte de un proyecto de investigación y no está disponible comercialmente en este momento. Su objetivo es mostrar cómo se puede utilizar una transmisión eléctrica para alimentar máquinas de tamaño medio con una tecnología de batería eficiente y robusta.

El tren motriz eléctrico de la EX03 está diseñado para ofrecer el mismo rendimiento que una máquina diésel de 14 toneladas, pero con cero emisiones, mayor eficiencia, niveles de ruido más bajos y un costo total de propiedad reducido. El menor nivel de ruido hace que esta máquina sea más adecuada para proyectos como la construcción de carreteras y la preparación del sitio en áreas urbanas densamente pobladas o de noche.

El motor de combustión normalmente utilizado en máquinas de este tamaño ha sido sustituido por baterías de iones de litio. Actualmente, la EX03 puede funcionar durante un día de trabajo completo (según el ciclo de trabajo de la máquina) con una carga rápida de una hora durante la hora del almuerzo. Nuestro objetivo es un día completo de funcionamiento sin una carga rápida en el futuro.

¿Cómo el concepto de excavadora eléctrica EX03 prioriza la seguridad?

Designed with safety and sustainability in mind, the concept EX03 electric wheeled excavator with innovative rear screen safety feature made its debut this week at CIIE 2020.

Como ocurre con todos los conceptos de Volvo, la seguridad está en el centro de su diseño. Por ejemplo, una característica opcional de la EX03 es una pantalla de video fijada en la parte trasera de la máquina. Puede configurarse de una de estas tres formas:

una transmisión de video en tiempo real desde la parte delantera de la máquina para permitir que los autos que conducen detrás vean claramente hacia adelante, lo cual es ideal para usar en carreteras públicas
una pantalla de seguridad basada en texto para alertar a los trabajadores en el sitio sobre el movimiento hacia la izquierda, derecha o marcha atrás
y una transmisión en vivo de comunicaciones de seguridad donde el operador puede hacer contacto visual con los peatones y los trabajadores para minimizar los malentendidos (por ejemplo, el mensaje de texto del operador en la pantalla para los peatones podría decir: «Dejaré de trabajar para que puedas cruzar la calle frente a mí . ”)
La excavadora EX03 de gama media puede adaptarse a cualquier condición del sitio y tiene la potencia y la durabilidad para trabajar en una variedad de sitios de trabajo. Gracias a sus cero emisiones de escape, es un socio perfecto para trabajos en el centro de la ciudad o áreas donde las regulaciones de emisiones imponen restricciones a la construcción. Es capaz de equiparse con una variedad de accesorios diferentes para una completa versatilidad de aplicación.

Estamos entusiasmados con el enorme potencial del concepto EXO3, ya que representa el futuro de obras de construcción más seguras y responsables con el medio ambiente en el extremo más amplio de la escala.

TA15 CONCEPTO DE TRANSPORTISTA AUTÓNOMO: REPENSAR CÓMO FUNCIONAN LAS CANTERAS

El TA15 es el resultado del desarrollo continuo de modelos de concepto anteriores. La máquina ahora es parte de la solución de transporte autónomo de TARA, que consta de varios componentes: los vehículos base (múltiples TA15), además de la infraestructura requerida, como estaciones de carga, una torre de control, soluciones en la nube conectadas diseñadas para cumplir con los requisitos de operación del cliente, mantenimiento y soporte de reparación y la configuración de operaciones prácticas que varía de un sitio a otro.

El uso previsto del TA15 es transportar material en flujos repetitivos en entornos todoterreno confinados como canteras. El número de máquinas y las respectivas estaciones de carga dependerán en gran medida de los volúmenes de producción / transporte objetivo, así como del ciclo de transporte. Puede comenzar como una pequeña flota de 3-4 máquinas y pasar a flotas más grandes de 15-20 máquinas funcionando en un esfuerzo coordinado en un sitio. La flota de máquinas TA15 interactuará estrechamente con los respectivos equipos de carga en el sitio (por ejemplo, cargadoras de ruedas o excavadoras) y será supervisada y controlada desde una sala de control central en el sitio.

Las máquinas TA15 están diseñadas para una carga de oportunidad de alta potencia, que es una parte natural del ciclo de transporte. Esto significa que, en principio, las máquinas pueden cargarse en cada ciclo con la cantidad de energía que necesitan para ejecutar el siguiente ciclo. El proceso de carga es totalmente autónomo, utilizando un cargador de alta potencia de 150 kw que se conecta a través de un pantógrafo en el suelo a un pick-up en la parte inferior del TA15. El tiempo de carga variará desde aproximadamente un minuto hasta tres minutos dependiendo de la cantidad de energía necesaria.

¿Cuáles son los beneficios de una solución de transporte autónomo?

Los principales beneficios que experimentarán los clientes incluyen:

Mayor eficiencia energética gracias a la transmisión eléctrica y al diseño innovador de la máquina base.
emisiones más bajas (cero emisiones locales) debido a la línea de transmisión alimentada por batería
mayor seguridad
un aumento general de la productividad del proceso debido a la combinación de automatización, electrificación y conectividad

El concepto TA15 ha funcionado muy bien como prototipo durante el proyecto del Sitio Eléctrico, validando claramente sus beneficios y potencial. Nuestros próximos pasos son mejorar la estabilidad, el tiempo de actividad y el rendimiento general del sistema para alcanzar los niveles necesarios para mover el concepto de un prototipo a una solución comercialmente viable.

Y la seguridad, que es y siempre ha sido uno de los valores fundamentales de Volvo, también está a la vanguardia de la solución TARA. Se comienza con tener un área vallada / confinada para el funcionamiento autónomo. También hay un sistema de parada de emergencia redundante que puede asegurar una parada segura de todo el sistema en todo momento, además de un sistema de gestión del tráfico que rastrea continuamente la posición de todas las máquinas para asegurar el flujo de tráfico correcto. Finalmente, un sistema de detección de obstáculos en las máquinas TA15 consiste en una combinación de sensores LIDAR y RADAR que ayudan a la máquina a detectar obstáculos en la ruta de conducción prevista.

¿Qué significa el sistema TARA para las máquinas convencionales que funcionan con diesel?

El mayor cambio de las soluciones de transporte convencionales al sistema TARA es el enfoque del pensamiento sistémico. No se trata solo de cambiar el equipo actual por algo nuevo, se trata de cambiar la forma en que funcionan los sitios para aprovechar al máximo las ventajas que puede obtener de la electrificación, la automatización y la conectividad.

Vemos la solución TARA como una extensión de la oferta actual de soluciones de transporte de Volvo Group. Ayudará a transformar la industria del transporte hacia soluciones más sostenibles. Sin embargo, es posible que el sistema no se adapte a todos los entornos y procesos del cliente, por lo que también veremos camiones diesel o de combustible renovable en paralelo durante bastante tiempo.

También prevemos algunos cambios en la forma en que se operarán las canteras y otras aplicaciones de los clientes en el futuro. Esto requerirá diferentes trabajos y nuevas competencias en el futuro, y tendremos que trabajar en estrecha colaboración con nuestros clientes y socios involucrados para ayudar a que estos cambios sucedan.

Mientras tanto, nuestro enfoque y nuestras principales prioridades son finalizar nuestro proceso de desarrollo, verificación y validación para asegurar una introducción exitosa en el mercado de la solución TARA para clientes seleccionados. Esto comenzará en la última parte de 2021, con fuertes ambiciones de escalar la solución en los próximos años. Mientras trabajamos para llevar esta solución al mercado, continuaremos trabajando en muchas otras interesantes soluciones autónomas que ayudarán a que los sitios futuros sean más productivos, eficientes y seguros. Estén atentos, ¡el futuro promete ser muy emocionante!

Puede leer más sobre nuestro impulso hacia la electromovilidad y las soluciones autónomas Volvo adicionales para ver qué más nos espera para el futuro de las máquinas eléctricas y autónomas.

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