Crecimiento explosivo en la electrificación de la maquinaria de construcción: ¿Cómo pueden los motores lograr avances tecnológicos?

Se informa que la tasa global de electrificación de la maquinaria de construcción todavía estaba por debajo del 2% en 2025. Sin embargo, los pronósticos de la industria sugieren que después de lograr avances tecnológicos y reducciones sustanciales de costos, se espera que esta tasa de penetración supere el 30%. Desde túneles de gran altitud hasta minas en aguas profundas, los sistemas de propulsión eléctrica se están convirtiendo en la principal fuerza impulsora detrás de la transformación ecológica de la maquinaria de construcción. Grandes mercados como China, Estados Unidos y la Unión Europea han identificado la electrificación como la dirección estratégica futura para el sector de maquinaria de construcción, lo que indica una transformación del mercado valorada en billones.

​I. La ola de la industria​

La electrificación de la maquinaria de construcción ya no es una idea conceptual sino una realidad en desarrollo. Desde 2024, China ha publicado 20 normas nacionales relacionadas con maquinaria de construcción, y 13 más están en desarrollo, todas ellas centradas en la transición hacia la electrificación, la inteligencia y el desarrollo ecológico. Esta serie de normas cubre toda la cadena industrial, desde la terminología y las máquinas completas hasta las pruebas de consumo de energía y seguridad de las baterías de potencia, brindando soporte técnico para el desarrollo de alta calidad de la industria. La estandarización no sólo reduce el riesgo de fracasos sino que también promueve la concentración de recursos en empresas líderes.

​II. Desafíos de rendimiento​

El principal desafío para la electrificación de la maquinaria de construcción radica en cumplir los requisitos de rendimiento en condiciones operativas extremas. En comparación con los sistemas tradicionales que funcionan con combustible, los sistemas electrificados deben superar tres obstáculos principales: eficiencia de conversión de energía, duración operativa (autonomía) y costo de la batería. Los motores profesionales deben resistir las fuertes fluctuaciones de carga, las intensas vibraciones y los fuertes impactos característicos de la maquinaria de construcción. La adaptabilidad del voltaje también se ha convertido en una métrica crítica. Los productos de maquinaria de construcción electrificada deben cubrir un rango de potencia de 20 kW a 200 kW, con un voltaje de entrada que se adapta a un amplio rango de 270 a 850 V. La cuestión de la atenuación de energía en entornos de gran altitud también requiere soluciones específicas. Los sistemas de refrigeración son otro foco clave para la tecnología. El sistema de refrigeración debe incorporar un diseño de aislamiento de alta resistencia para garantizar que la eficiencia del motor cumpla con los requisitos de eficiencia energética de Grado 2 especificados en la norma GB30254-2013.

​III. Avances tecnológicos​

El desarrollo de la tecnología de electrificación de maquinaria de construcción presenta distintas etapas. La primera etapa implicó principalmente reemplazar el sistema de energía impulsado por combustible por uno eléctrico, conservando al mismo tiempo la arquitectura hidráulica centralizada tradicional.

La segunda etapa comenzó a sustituir parcialmente la transmisión hidráulica por sistemas de accionamiento eléctricos.

La tercera generación de tecnología avanza hacia una dirección altamente integrada.

La tecnología de motores de accionamiento directo de imanes permanentes de baja velocidad y alto par se ha convertido en un avance significativo. Estos motores impulsan directamente la carga sin necesidad de un reductor de engranajes, lo que puede reducir sustancialmente el consumo de energía del sistema de transmisión y mejorar la confiabilidad del equipo mecánico.

El avance de los sistemas de control inteligentes también abre nuevas posibilidades para la electrificación de la maquinaria de construcción.

​IV. Aplicaciones​

La aplicación de la electrificación en maquinaria de construcción se ha expandido a varios escenarios. En el sector minero, productos como excavadoras eléctricas y camiones mineros eléctricos han logrado aplicaciones comerciales.

El campo de la construcción de infraestructuras también está experimentando la penetración de la electrificación. Los productos de maquinaria de construcción eléctrica se han adoptado rápidamente en importantes proyectos nacionales, como el ferrocarril Sichuan-Tíbet, abordando con éxito cuestiones como la disminución de la producción de energía en entornos de gran altitud y los altos costos de transporte de repuestos y combustible clave.

En los proyectos de construcción urbana, productos como los camiones mezcladores eléctricos y los camiones bomba eléctricos están ganando popularidad gradualmente. Se informa que en julio de 2024, la tasa de penetración nacional de las cargadoras de ruedas eléctricas alcanzó el 15,7%, un aumento interanual de 11,1 puntos porcentuales. Las tasas de penetración de camiones mezcladores, camiones mineros y camiones pesados ​​de nuevas energías también aumentan continuamente. En términos de expansión del mercado extranjero, los productos de maquinaria de construcción eléctrica de China han ingresado con éxito al mercado internacional de alta gama gracias a sus ventajas tecnológicas. El camión mezclador totalmente eléctrico de Zoomlion, que cumple con los estándares de certificación CE de la UE, ha ingresado con éxito en el mercado alemán.

​V. Oportunidades duales​

El desarrollo futuro de la electrificación de la maquinaria de construcción está impulsado por dos fuerzas clave: la reducción de costos y la iteración tecnológica.

Las baterías de litio representan hasta el 40% del desglose de costes de la maquinaria de construcción eléctrica. Por lo tanto, reducir los costos de las baterías de litio es fundamental para mejorar la competitividad de la maquinaria de construcción electrificada. China posee la cadena industrial de baterías de litio más completa y avanzada del mundo. El costo de las baterías de fosfato de hierro y litio (LFP) es un 17 % más bajo que en Corea del Sur y un 40 % más bajo que en Estados Unidos, lo que proporciona a la electrificación de la maquinaria de construcción de China una ventaja de costos significativa. En cuanto a la iteración tecnológica, las direcciones principales serán mejorar la eficiencia de los sistemas de propulsión eléctrica y aumentar la densidad de energía de las baterías. Los factores principales actuales que obstaculizan el aumento de la tasa de electrificación de la maquinaria de construcción son los altos costos de las baterías y la duración operativa limitada (rango) resultante de la eficiencia de conversión de energía relativamente baja de los sistemas hidráulicos. A medida que avance la estrategia de doble carbono, la electrificación de la maquinaria de construcción se convertirá en una competencia crucial.onent de la construcción de minas verdes a nivel global.