Análisis de rendimiento y energía de trituradoras móviles eléctricas y diésel-híbridas

Llamar «eléctrica» a una trituradora móvil no dice nada sobre el origen de la energía; solo indica que la trituradora, la criba y las cintas las mueven motores eléctricos. Esos mismos motores pueden alimentarse una semana desde un transformador de red y la siguiente desde el grupo electrógeno diésel montado en el chasis, y el coste energético por tonelada será completamente distinto en cada caso. «Diésel-híbrido» es un término igual de impreciso y cada fabricante lo usa a su manera. Este artículo separa las arquitecturas de accionamiento, muestra qué dicen y qué no dicen los datos de potencia de las páginas de producto de General Makina y explica cómo comparar red y generador con la misma fórmula. No damos consumos de combustible ni porcentajes de ahorro: esos valores se miden en obra, no se leen en un catálogo.

Nombrar bien el tren de accionamiento: cuatro arquitecturas

En los equipos móviles de trituración y cribado, la energía llega del combustible o de la red a la cámara de trituración por cuatro vías básicas. Antes de comparar ofertas, conviene saber a cuál pertenece la máquina, porque de ello dependen su rendimiento y su mantenimiento.

• Diésel mecánico directo: el motor diésel acciona la trituradora mediante embrague y correas; los consumidores auxiliares funcionan con hidráulica o con un pequeño alternador. La velocidad de la trituradora va ligada al régimen del motor.
• Diésel-hidráulico: el motor mueve bombas hidráulicas; trituradora, cintas y traslación funcionan con motores hidráulicos. Es flexible, pero cada conversión de energía pierde potencia en forma de calor.
• Diésel-eléctrico (con grupo electrógeno): el diésel solo mueve el generador; todos los consumidores de la planta son motores eléctricos. Los motores son eléctricos, la fuente sigue siendo combustible.
• Eléctrico conectado a red: los mismos motores se alimentan directamente de la red a través de un transformador y un cuadro en obra; no hay depósito de combustible.

En el sector, «híbrido» suele referirse a la combinación de la tercera y la cuarta arquitectura: la máquina puede trabajar con su propio grupo y, en una obra con red, conectarse a una toma de alimentación externa y parar el grupo. Algunos fabricantes también llaman así a máquinas con trituradora eléctrica y traslación hidráulica. Esto es una explicación del principio; ningún modelo de las páginas de producto de General Makina se presenta como híbrido. Si una oferta dice «híbrido», pida por escrito qué consumidor se alimenta de qué fuente.

Lo que dicen los datos del catálogo: fuente de energía por modelo

En las plantas de trituradoras móviles sobre ruedas y en las trituradoras móviles sobre orugas de General Makina, la potencia figura como potencia de generador o de unidad de potencia en kVA. En las plantas de cribado, la línea de energía dice simplemente «generador o red». La tabla reúne solo valores de las tablas de producto; un guion indica que la página de producto no da el dato.

De aquí salen tres conclusiones concretas. Primera: la potencia de las plantas se da en kVA y la del motor de trituradora en kW; no se pueden relacionar directamente. La potencia activa real de un generador es su valor en kVA multiplicado por el factor de potencia de la carga (P = S × cos φ), y se reparte entre todos los consumidores: alimentador, cintas y criba además de la trituradora. Segunda: en la planta de trituración y cribado móvil General 640 el generador es opcional, de modo que una configuración sin generador para una obra con red puede discutirse en la fase de oferta; en los demás modelos sobre ruedas el generador figura en la tabla de producto como parte del equipo. Tercera: las cribas GNR ME admiten ambas fuentes, así que en una misma obra la trituradora puede trabajar con generador y la línea de cribado con red.

Diferencias de rendimiento: estabilidad de velocidad, arranque y calidad del producto

Un motor eléctrico gira a una velocidad fijada por la frecuencia de su alimentación. La frecuencia de red se mantiene prácticamente constante con carga pesada; en un generador, una toma brusca de carga provoca una breve caída de frecuencia y tensión hasta que el regulador del diésel se recupera. En una trituradora de impacto, la velocidad periférica del rotor es uno de los factores principales de la curva granulométrica. El impactor GNR-01 del GM 100, por ejemplo, está especificado a 1500 rpm; lo bien que se sostenga esa velocidad bajo carga influye en la proporción de árido cúbico y en el material que recircula desde la criba. En una trituradora de mandíbulas la fluctuación pesa menos en el producto, pero el arranque y la reaceleración con la cámara llena siguen siendo los momentos más duros para el generador.

Hay tres herramientas para gestionar el arranque: arrancador suave, variador de frecuencia y arranque secuencial. La página de producto de la planta móvil General 01 menciona un panel táctil con arrancador suave, control de frecuencia y monitorización remota; confirme en la oferta el alcance de este equipo para su modelo. En el arranque secuencial, cintas y criba se ponen en marcha en sentido contrario al flujo, desde la cinta de acopio hacia atrás; la trituradora acelera en vacío y el alimentador entra en último lugar. Así el generador nunca tiene que soportar a la vez las corrientes de arranque de varios motores grandes, y con red se facilita el dimensionamiento de protecciones y transformador.

Aquí se ve la aportación del principio híbrido al rendimiento: en una máquina diésel-eléctrica el motor no sufre directamente la carga instantánea de la trituradora; mueve el generador a velocidad constante y la parte eléctrica absorbe las oscilaciones de la trituradora. Con entrada de red, esas oscilaciones casi desaparecen. En un diésel mecánico directo, cada carga en la trituradora repercute en el régimen del motor y, por tanto, en la velocidad del rotor.

Coste energético: comparar red y generador con una sola fórmula

La única comparación honesta lleva ambas fuentes a coste por tonelada. Usted introduce consumos y precios; la fórmula no cambia.

• Red: coste energético por tonelada = (potencia media absorbida, kW × precio unitario de la electricidad) ÷ producción horaria neta (t/h) + (inversión de conexión ÷ toneladas totales que se producirán en esa obra).
• Generador: coste energético por tonelada = [(consumo de combustible, l/h × precio unitario del combustible) + cuota horaria de mantenimiento y aceite del generador] ÷ producción horaria neta (t/h).

El segundo término de la fórmula de red se olvida en la mayoría de los cálculos. Transformador, tendido de cable y cuadro de distribución se instalan una sola vez; su peso por tonelada depende del tiempo de permanencia y de la producción total. En una cantera de larga vida el término se reduce; en una obra de carretera de pocos meses, de ahí suele salir la ventaja del generador. En la fórmula del generador se esconde el funcionamiento en vacío: mientras la planta espera material, el generador sigue quemando combustible sin sumar toneladas al denominador. Puede convertir sus propias cifras en coste por tonelada con la calculadora de coste de energía y desgaste.

Para llenar la fórmula con datos reales, registre durante el periodo de prueba:

1. Repostaje diario y lectura del horómetro (trabajo con generador).
2. Lectura del contador eléctrico al inicio y al final del turno (trabajo con red).
3. Toneladas vendibles por turno, con báscula de camiones o de cinta.
4. Tiempos muertos, separados en espera de alimentación, averías y traslados.
5. Tipo de roca y humedad: la misma planta absorbe distinta potencia con distinta piedra.

Qué fuente para qué obra: criterios de decisión

Elegir la fuente de energía es una decisión de obra, no de máquina. La matriz muestra qué preguntas inclinan la balanza.

Una de las razones por las que se prefieren equipos sobre orugas en trabajos con traslados frecuentes dentro de la cantera es que llevan su energía consigo. La página del GM 90JP indica claramente que la alimentación por generador basta en canteras y obras sin conexión a red. En cambio, una línea de cribado que permanece mucho tiempo en el mismo lugar es el eslabón más adecuado para conectarse a la red; los modelos GNR ME y YM del grupo plantas móviles de lavado y cribado figuran para trabajar con red o generador.

Lista de comprobación antes de pedir una oferta

• ¿Hay red en la obra? Si la hay, ¿cuánta potencia de transformador está disponible y a qué distancia?
• ¿Cuánto durará el trabajo? ¿Se justifica el coste de conexión en ese plazo?
• ¿El generador está incluido o es opcional? ¿Su potencia figura en kVA?
• Gestión del arranque: ¿qué motores llevan arrancador suave, variador o arranque secuencial?
• Si la oferta dice «híbrido», ¿está indicada por escrito la fuente de cada consumidor?
• ¿Piensa alimentar la trituradora y la línea de cribado desde fuentes distintas?
• ¿Quién llevará los registros de combustible, contadores y toneladas durante la prueba, y con qué frecuencia?

Los mecanismos que reducen la demanda de energía (precribado con parrilla, adecuación trituradora-roca, recirculación en circuito cerrado) se tratan en nuestro artículo sobre tecnologías de ahorro de energía; este se centra en la fuente en sí.

Preguntas frecuentes

¿Una trituradora móvil eléctrica no consume combustible?

Sus motores pueden ser eléctricos, pero en una obra sin red la energía la produce un grupo diésel, de modo que el consumo de combustible continúa. Lo que lo elimina es la conexión a red, no el motor eléctrico.

¿Tiene General Makina un modelo diésel-híbrido?

Ningún modelo se presenta como híbrido en las páginas de producto. En las trituradoras sobre ruedas y sobre orugas la unidad de potencia se indica en kVA; las cribas GNR ME están definidas para trabajar con generador o red. Concrete por escrito, en la fase de oferta, el esquema de alimentación para su obra.

¿Se pueden comparar los kVA del generador con los kW del motor de la trituradora?

No directamente. El kVA es potencia aparente; la útil depende del factor de potencia, y el generador alimenta además los motores del alimentador, las cintas y la criba. La corriente de arranque debe considerarse aparte.

¿Cómo sé qué fuente sale más barata?

Rellene las dos fórmulas con sus precios de electricidad y combustible, sus consumos medidos y la duración de la obra. El precio y la configuración se indican en una oferta preparada para su obra.

Conclusión

El accionamiento eléctrico ofrece, frente al diésel mecánico, un rendimiento más previsible en estabilidad de velocidad y control del arranque; el coste energético, en cambio, lo determina la fuente que alimenta el motor, no el motor. Cuando el coste de conexión de la red y el funcionamiento en vacío del generador entran en la fórmula, la decisión se aclara. Indíquenos las condiciones de su obra, el tipo de roca y el tonelaje objetivo y contacte con nosotros para recibir una oferta con el modelo y el esquema de alimentación adecuados.