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Tendencias interesantes e innovadoras en el diseño de excavadoras

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Las máquinas excavadoras son el pilar confiable de la industria pesada y una de las primeras máquinas elegidas para pequeñas granjas y jardines. La excavación y el movimiento de tierras siempre han sido tareas arduas, pero necesarias, de cualquier construcción o demolición. Sin embargo, eso está a punto de cambiar con las nuevas y emocionantes tendencias tecnológicas en controles electrónicos y diseño mecánico que están a punto de revolucionar la industria de la excavación. Este artículo analiza estas mejoras innovadoras y cómo mejorarán el funcionamiento de la excavadora, haciendo que su uso sea más fácil, más inteligente y más eficiente.

Índice del contenido
El creciente mercado de excavadoras
La tendencia hacia las excavadoras inteligentes
Resumen de las próximas tendencias y desarrollos
Reflexiones finales

El creciente mercado de excavadoras

Se prevé que el mercado mundial de excavadoras crezca un CAGR de 4.7% de un valor global de US $ 44.12 mil millones en 2018 a US $ 63.14 mil millones para 2026. En los EE. UU., el próspero mercado de la construcción residencial proyecta un crecimiento sustancial desde su actual US $ 9.62 mil millones en 2018, mientras que es probable que la construcción europea crezca con menos fuerza debido al aumento de las normas ambientales que se imponen a la industria de la construcción, así como a las propias máquinas. Por el contrario, se espera que el mercado de Asia Pacífico experimente un mayor crecimiento en el mercado de excavadoras desde su valor de 2018 de US $ 17.32 mil millones debido al aumento de las inversiones en infraestructura en toda la región, particularmente en India y China.

La tendencia hacia las excavadoras inteligentes

El diseño de las excavadoras modernas apenas ha cambiado desde las máquinas hidráulicas de la década de 1950.
El diseño de las excavadoras modernas apenas ha cambiado desde las máquinas hidráulicas de la década de 1950.

Es difícil imaginar que los fundamentos de las excavadoras hidráulicas modernas casi no han cambiado desde la década de 1950. Las nuevas versiones que lleguen al mercado seguirán teniendo el mismo aspecto desde fuera, pero ahí es donde termina la similitud. Existen nuevas e interesantes tendencias hacia la aplicación tecnológica de controles electrónicos y diseño mecánico que están innovando la forma en que operan las excavadoras. Entre las muchas mejoras se encuentran un radio de giro reducido, cabina y controles mejorados, sensores y cámaras digitales, eficiencia mejorada del motor y mantenimiento más fácil. Estos desarrollos y más se exploran más aquí.

Resumen de las próximas tendencias y desarrollos

Giro trasero reducido y configurable

Un cambio físico que está afectando el diseño de la nueva generación de excavadoras es un giro de cola reducido. El arco de giro determina el espacio necesario para que funcione la excavadora, por lo que un giro más pequeño proporciona más flexibilidad para espacios más estrechos. Aunque la rotación en espacios reducidos es común con las miniexcavadoras, muchos fabricantes ahora ofrecen un giro de cola más cerrado en las miniexcavadoras. Gama de máquinas de 20-35 toneladas. Debido a que un giro más cerrado puede afectar la estabilidad para cargas más pesadas, algunas de las miniexcavadoras brindan opciones configurables de giro dentro de la longitud de la pista a 15 cm o 50 cm de voladizo. Algunas de las excavadoras más grandes ofrecen una función de asistencia de elevación para advertir contra el intento de una carga más allá de la capacidad de elevación especificada.

Diseño de cabina mejorado

Otra mejora más visible está en el interior de la cabina. Para comodidad y conveniencia del operador, se ha mejorado control de temperatura, con asientos ajustables y calefaccionados y, en general, más espacio para la cabeza y las piernas en la cabina. Las vibraciones en la cabina y el conductor se reducen gracias a las innovaciones en los rodillos inferiores y la construcción de la carrocería. Incluso hay sistemas estéreo mejorados, algunos con conectividad bluetooth.

Funcionamiento mejorado

Para facilitar la operación, las mejoras en más diseño de joystick ergonómico, y el uso de materiales suaves al tacto, ofrecen un agarre más cómodo y eficiente. Hay opciones más flexibles disponibles directamente desde el joystick con control táctil del sistema hidráulico auxiliar y funciones secundarias, por lo que no es necesario mover las manos hacia los interruptores y se puede mantener el control total a través del mismo joystick. Algunos sistemas también agregan controles electrónicos del acelerador, que dan al operador modos de control de carga seleccionables para diferentes cargas operativas, dando mayor eficiencia y reducción de energía.

Pantallas digitales, LED y video extendido

Pantalla digital de excavadora avanzada
Pantalla digital de excavadora avanzada

Los nuevos controles de la excavadora vienen con pantallas LED para lectura de información clara y fácil de leer y monitoreo de la máquina. Las cámaras flexibles, pequeñas y de alta calidad brindan múltiples vistas alrededor de la máquina, desde la parte delantera, trasera, la pluma y el cucharón, lo que brinda al operador un alto grado de control y seguridad. Las pantallas digitales pueden mostrar varias vistas de cámara, cambiar de idioma y configuración de pantalla para perfiles de operador personalizados, y algunas pantallas ofrecen uso de la pantalla táctil y conectividad de dispositivos adicionales para un uso más fácil.

Integración de GNSS, GPS, telemática y tecnología de recopilación de datos

Sistema GPS en la cabina de la excavadora
Sistema GPS en la cabina de la excavadora

Sistemas de navegación global por satélite (GNSS) y las tecnologías GPS son cada vez más sofisticadas y precisas con capacidades integradas inalámbricas y de Internet, por lo que los datos de la máquina se pueden comunicar a dispositivos locales y remotos de forma rápida y precisa. Cuando se combina con los últimos sensores y cámaras, junto con otras funciones inteligentes de captura de datos, los operadores y gerentes de proyectos pueden recopilar análisis detallados sobre el rendimiento, la eficiencia y la seguridad. Lo último Sistemas de Posicionamiento Global (GPS) permitir la operación autónoma o remota de maquinaria, precisión mejorada y mayor seguridad, prevención de colisiones y seguimiento remoto de flotas.

La importancia de la telemática junto con GPS, GNSS e Internet La integración permite una operación precisa de la excavadora al proporcionar constantemente la posición y la dirección de la excavadora, cotejando la información con los datos de diseño, monitoreando el progreso y haciendo sonar la alarma si el progreso se desvía.

Control remoto

Auricular de control remoto de excavadora
Auricular de control remoto de excavadora

Una serie de nuevos modelos ahora vienen con operación de control remoto que permiten la operación a distancia segura en entornos de trabajo peligrosos mediante controlar máquinas grandes o pequeñas desde una distancia segura, reduciendo los riesgos de seguridad y posibles lesiones por acceder a las máquinas.

Estos pueden ser el control de máquinas con línea de visión a través de una consola portátil, o incluso distancias más largas de varios kilómetros, limitadas únicamente por la disponibilidad de la red inalámbrica. Las funciones de seguridad y parada de emergencia son importantes, al igual que el retraso mínimo de los comandos.

Sistemas de guía de profundidad y programación 'set and go'

El monitoreo avanzado permite configuraciones de profundidad y grado
el monitoreo avanzado permite configuraciones de profundidad y grado

Las excavadoras más recientes incluyen sensores para controlar la posición exacta de los dientes de la pluma, el brazo y el cucharón de la excavadora, y sistemas de verificación de profundidad que permiten al operador programar la profundidad de excavación deseada y excavar contra ese valor predeterminado.  Algunos de estos sistemas tienen una precisión de media pulgada, con datos proporcionados directamente al panel de visualización del operador, para monitorear continuamente la distancia, el grado y la profundidad. Estos sistemas ayudan a los operadores a cortar y rellenar según especificaciones precisas y alcanzar el grado deseado más rápido y sin sobrecortar. Estos sistemas también permiten la automatización parcial o total, con movimientos automatizados de la pluma, el brazo y el cucharón para que el operador solo tenga que establecer la profundidad y la pendiente con el monitor y luego activar la excavación con una sola palanca para realizar excavaciones precisas y sin esfuerzo.

Cuchillas de ángulo ajustable

Hoja de cuchara estándar para cuchara de excavadora
Hoja de cuchara estándar para cuchara de excavadora

Otra innovación es la capacidad de inclinar las hojas hacia la izquierda o hacia la derecha hasta 25 grados, o hacia arriba y hacia abajo hasta 12 grados. Esto le permite al operador encontrar la mejor posición para nivelar o rellenar más rápido y proporciona más estabilidad al excavar en terreno irregular, abrir zanjas y levantar. Esta característica de hoja ajustable significa que se puede ejercer una fuerza aerodinámica constante sobre las hojas, incluso en terrenos irregulares, con muy poca intervención del operador.

Mantenimiento predictivo y más fácil

Una evolución importante en la reducción del tiempo de inactividad de la máquina y el costo de mantenimiento es el uso de monitoreo remoto para recopilar y analizar datos de la excavadora y proporcionar mantenimiento predictivo alertas Varios fabricantes han instalado sistemas de gestión de mantenimiento computarizados (CMMS) para permitir el acceso remoto a los datos de la excavadora a través de Internet, utilizando GPS y GNSS, para obtener datos de rendimiento, posición y mantenimiento de la máquina en tiempo real. Estos sistemas brindan retroalimentación sobre la tasa de operación y la eficiencia del trabajo y brindan datos para el mantenimiento preventivo.

Excavadoras eléctricas

Excavadora de 4 toneladas con motor eléctrico de 20.4 Kw
Excavadora de 4 toneladas con motor eléctrico de 20.4 Kw

Tal vez una tendencia sorprendente en una industria tan pesada que depende del diesel es el cambio hacia las excavadoras eléctricas, en lugar de las tradicionales excavadoras diesel. Las preocupaciones ecológicas sobre las emisiones son un gran impulso. Las Naciones Unidas informaron que la industria de la construcción por sí sola representa alrededor de 23% de las emisiones de dióxido de carbono a nivel mundial, Con alrededor 6% proveniente de equipos utilizados en el sitio. El aumento de las restricciones a las emisiones, especialmente en Europa, impulsa la necesidad de alternativas eléctricas, para aspirar a obras de construcción cero emisiones. En 2019, Caterpillar lanzó un Excavadora de 26 toneladas con una batería de 300 Kw que puede durar de 5 a 7 horas con una recarga nocturna. El mercado ahora tiene muchas miniexcavadoras más pequeñas de Tamaño de 1 tonelada con potencia de 8Kw, hasta el Autonomía de 6 toneladas con 43Kw de potencia, que pueden funcionar durante un día laboral y cargarse en menos de 2 horas. Las opciones eléctricas ofrecen emisiones reducidas y reducción de ruido con costos de mantenimiento y combustible de por vida significativamente más bajos.

Reflexiones finales

La demanda de excavadoras continúa creciendo a medida que la demanda mundial de viviendas residenciales y una infraestructura mejorada impulsan la industria de la construcción. La tecnología ha llegado al mercado de las excavadoras de muchas maneras y se está aplicando a todos los aspectos de estas máquinas desde cero. Las excavadoras son cada vez más inteligentes, la operación se vuelve más sencilla, el mantenimiento más predictivo y la gestión general de datos dentro y fuera del trabajo es más detallada e inmediata. Con el creciente crecimiento de las versiones eléctricas, ahora también hay disponibles opciones respetuosas con las emisiones. Estos son tiempos emocionantes para el mercado y hay opciones fascinantes disponibles.

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