La grúa más poderosa del mundo puede levantar 5 aviones —y ahora es completamente eléctrica

La grúa SK6,000 de Mammoet, la grúa terrestre más poderosa del mundo, ahora es 100% eléctrica. Según el fabricante holandés, la nueva grúa ofrece cero emisiones y reducción de la contaminación acústica, además de mejorar la seguridad y la limpieza del proyecto al utilizar energía de la red eléctrica, baterías o generadores de hidrógeno. Todo ello sin dejar de poder levantar 3,000 toneladas (el equivalente a cinco aviones de pasajeros Airbus 380 completamente cargados) hasta 198 metros, al igual que su contraparte de combustible fósil.

La enorme grúa es también el último ejemplo de una larga tendencia de bestias mecánicas pesadas que se están electrificando. Pero estas industrias tradicionalmente contaminantes no necesariamente lo hacen por amor a sus trabajadores, miedo a la ira de Greta Thunberg o para salvar la naturaleza. Para estas empresas, hay una razón mejor que todo eso: el dinero. Ahorran en combustible (ya que la electricidad es mucho más barata que los combustibles fósiles), costos de mantenimiento (los motores eléctricos son más fáciles de mantener y tienen menos fallas) y pueden hacer las cosas más rápido (porque esos motores ofrecen más torque que sus contrapartes diésel). Y eso no está nada mal, dado el claro beneficio de la descarbonización para toda la humanidad.

LA GRÚA MÁS PODEROSA

La SK6,000 opera directamente desde la red eléctrica, respaldada por redes de media tensión disponibles comúnmente en la industria pesada y conexiones de energía en tierra de puertos. Para sitios remotos, o aquellos con suministro eléctrico inestable, se basa en dos cajas de baterías que entregan un total de 1,200 kWh, aproximadamente el equivalente al consumo de energía de un hogar estadounidense promedio durante 40 días. Los generadores de hidrógeno, que transforman ese elemento en electricidad utilizando celdas de combustible que producen electricidad y vapor de agua, son otra opción que permite que la SK6,000 funcione incluso sin una infraestructura significativa.

En un comunicado de prensa, la compañía dice que la electrificación de la SK6,000 también mejora la flexibilidad operativa de la grúa. Los paquetes de baterías vienen en formatos estándar de contenedores de 62 metros, que según Mammoet son fáciles de transportar a cualquier lugar utilizando la infraestructura existente. Las pruebas mostraron un impacto mínimo en las operaciones del sitio, con el proceso de conexión completado durante un solo turno mientras se reconfiguraban las pesas de prueba. Niek Bezuijen, asesor global de sostenibilidad, señala que “la electrificación no es un asunto para el futuro de la elevación pesada, es necesaria ahora”. Y agrega que esta innovación permite a los clientes “liderar en seguridad, eficiencia, sostenibilidad y costo”.

EL CAMBIO DE LA INDUSTRIA PESADA A LA ELECTRIFICACIÓN

Otras maquinarias gigantes también se están electrificando. La corporación minera australiana Fortescue Metals Group introdujo la Liebherr R 9400 E hace un año. La excavadora eléctrica de 400 toneladas opera completamente con energía renovable. Está conectada a una planta de energía solar dedicada en el sitio que básicamente entrega energía gratuita a la excavadora a través de un cable de alta tensión de casi 2,000 metros. El movimiento no solo trata de ahorrar dinero en combustible: según Fortescue, los motores eléctricos de la excavadora son excepcionalmente eficientes y ofrecen mayor potencia que los motores diésel. Esto se traduce en una mayor producción. El gigante minero afirma, además, que la R 9400 E estableció un récord durante su período de prueba inicial de tres meses de operación parcial, extrayendo 1 millón de toneladas de material en el sitio.

El éxito de la prueba llevó a la compañía a pedir dos unidades más en abril pasado. Planea reemplazar toda su flota de excavadoras diésel, eliminando 94 millones de litros de consumo de diésel anualmente. El equivalente a eliminar 250,000 toneladas de emisiones de dióxido de carbono por año. También ofrece más tiempo de operación y es más confiable, por lo que el costo total de propiedad es una fracción de su contraparte de combustión interna.

Fortescue es solo una de las muchas compañías mineras que adoptan la electrificación como una solución práctica y económica para los combustibles fósiles costosos y contaminantes. La electrificación de las flotas móviles en la industria global del mineral de hierro podría agregar de 20 a 30 teravatios/hora de demanda de electricidad, según un informe de McKinsey. Para satisfacer esta demanda, compañías como Caterpillar, Komatsu y Liebherr están introduciendo equipos alimentados por baterías y celdas de combustible de hidrógeno. Como el camión eléctrico de batería 793 de Caterpillar y el camión minero 930E de Komatsu con celda de combustible de hidrógeno.

Y la tecnología no se limita a las minas a cielo abierto. En la minería subterránea, la cargadora eléctrica de batería R1700 XE de Caterpillar mejora la calidad del aire y reduce los costos de ventilación.

GRAN ADOPCIÓN EN LA INDUSTRIA

La eficiencia operativa y el ahorro de costos impulsan estas inversiones. El informe de McKinsey dice que los equipos electrificados reducen los costos de energía hasta en 70% y los costos de mantenimiento en 30%. Los motores eléctricos también ofrecen una mayor productividad porque brindan torque instantáneo. Esto significa que pueden entregar toda la potencia de torsión de inmediato, a diferencia de un motor diésel que acumula torque gradualmente.

El resultado es que las máquinas pueden levantar cosas más rápido, y con mayor precisión. Y los vehículos pueden subir o bajar rampas con ángulos más pronunciados con facilidad. Esto también permite a los ingenieros diseñar rampas más cortas, reduciendo así el tiempo de viaje entre los niveles de una mina, por ejemplo. Al reducir el tiempo necesario para cada operación y permitir un movimiento más eficiente, las empresas pueden aumentar significativamente la producción y reducir los costos operativos generales.

Otras industrias también están adoptando la electrificación para mejorar la sostenibilidad y la rentabilidad. En la construcción, la excavadora 220X de JCB con motor de hidrógeno ofrece una operación de cero emisiones sin comprometer la potencia y el rendimiento, mientras que la excavadora D11 XE de Caterpillar aprovecha un sistema de transmisión eléctrica para tareas pesadas. Los camiones de construcción de celdas de combustible de hidrógeno de SANY logran más de 500 kilómetros de autonomía con cero emisiones de escape. Y en la agricultura, los equipos pesados totalmente eléctricos de HEVI Corp. reducen el ruido operativo y las emisiones, lo que los hace adecuados para aplicaciones urbanas y rurales.

El calentamiento de procesos en la fabricación industrial, un importante consumidor de energía, está cambiando a calderas eléctricas y bombas de calor alimentadas con energía renovable, reduciendo los costos de combustible. Y, al mismo tiempo, reduciendo las emisiones de gases de efecto invernadero. Las industrias naviera y siderúrgica también están adoptando la electrificación, según un informe de IBM.

NO TODO SON ROSAS

Pero no todo son rosas para la electrificación de las industrias pesadas. Los desafíos incluyen los altos costos iniciales de los vehículos nuevos o modificados, junto con la infraestructura correspondiente como plantas de energía solar o celdas de hidrógeno industriales, además de las limitaciones tecnológicas actuales de las baterías. Los primeros pueden compensarse con los ahorros en combustibles fósiles, una mayor productividad, tiempos de operación más largos y un menor costo de propiedad. Pero las baterías pueden ser un desafío. Las tecnologías de baterías modernas, como el sistema eMine FastCharge de ABB, abordan algunos de estos problemas al minimizar el tiempo de inactividad.

El principal problema con las baterías radica en sus costos de fabricación. Si bien el precio de las baterías de iones de litio se redujo en 82% en la última década, los precios fluctuantes de minerales críticos como el litio presentan riesgos para los proyectos de electrificación de minas, según un informe del grupo de investigación State of Play.

El dominio de China en la cadena de suministro de materiales clave para baterías como el litio y el cobalto, además de sus capacidades de fabricación, representa un riesgo significativo para la electrificación de estas industrias y para el mundo en general. China controla 60% de la extracción de litio mundial, 77% de la fabricación de celdas de batería y 60% de la fabricación de sus componentes.

En la República Democrática del Congo, donde se extrae 70% del cobalto mundial, las empresas chinas controlan 80% de la producción. Beijing puede, en cualquier momento, cortar el acceso a estos elementos clave. De hecho, ya se está preparando para hacerlo. Para señalar su poder, que el país ha cultivado durante las últimas décadas al invertir fuertemente en países en desarrollo que controlan la extracción de materiales cruciales, China prohibió recientemente la exportación de antimonio y otros elementos clave luego de la prohibición de Estados Unidos de la memoria de alto ancho de banda al país asiático. El precio del antimonio aumentó inmediatamente en 40%.

CHINA GANÓ LA GUERRA… DE LOS MATERIALES

Como me dijo Andrew Barron, profesor de energía y medio ambiente de bajo carbono en la Universidad de Swansea y titular de la cátedra de química Charles W. Duncan Jr. en la Universidad de Rice, en una entrevista en video: “China ya ganó la guerra de los materiales”. Su monopolio virtual sobre el litio y las tierras raras abre un camino hacia el colapso de estas industrias y la economía en unas pocas décadas.

Barron, ingeniero e inventor que recibió el Premio Mundial de Materiales por su método para hacer que la producción masiva de paneles solares sea más barata, dice que China ha monopolizado la producción de baterías y todos los materiales necesarios para la electrónica y las energías renovables. Dice que es crucial que Occidente rompa estos monopolios para que la electrificación de las industrias pesadas pueda continuar a largo plazo.

TODO IRÁ BIEN

La forma de evitar el dominio de China podría ser encontrar nuevas fuentes de material, diplomacia o, como me recuerda Barron, un desarrollo tecnológico innovador. Recuerda el discurso lunar del entonces presidente John F. Kennedy de 1962 en el estadio de fútbol de la Universidad de Rice. Allí anunció que, para fines de la década, Estados Unidos pondría un hombre en la luna. “Todas las compañías aeroespaciales de la época dijeron: ‘¿Cómo vamos a hacerlo?’ No tenían ni idea”, dice Barron. “Pero durante ese período de siete años, lograron poner un hombre en la luna”. Por supuesto, eso condujo a la mayor revolución tecnológica de la historia y a una ola sin precedentes de ingenieros y científicos. Lo mismo puede suceder ahora.

Estoy seguro de que estas empresas trabajarán incansablemente para lograrlo y completar la transición a un futuro totalmente eléctrico. Y sí, puedes llamarme cínico cuando digo que no salvarán el planeta porque es algo bueno, sino porque, como lo demuestran los ejemplos anteriores, será una gran victoria para sus resultados finales.