El papel cambiante de las unidades de potencia en los equipos todoterreno.

Instalaciones técnicas de Isuzu Motors America en Wixom, Michigan.

El rendimiento de la refrigeración, la integración del postratamiento, el cableado, las líneas de urea, el comportamiento ante las vibraciones y las limitaciones de embalaje son a menudo los puntos donde los programas se ralentizan, sobre todo en el caso de máquinas especializadas o de bajo volumen.

Este es el contexto en el que Isuzu Motors America ha desarrollado su programa de unidades de potencia.

En lugar de limitarse a suministrar motores, la empresa diseña y valida unidades de potencia y sistemas modulares de accesorios en sus instalaciones técnicas en Wixom, Michigan.

El objetivo no es sustituir la ingeniería del fabricante de equipos originales (OEM), sino absorber una parte del trabajo de integración y validación que con frecuencia retrasa los lanzamientos de productos y aumenta el riesgo posterior.

Cody Garcelon, director ejecutivo de ingeniería, servicio y posventa de Isuzu Motors America, considera que este enfoque es una respuesta práctica a la forma en que se desarrollan realmente los equipos.

“Para mí, toda la conversación gira en torno al valor añadido que aportamos al prevalidar las unidades de potencia, los kits de accesorios y todo lo demás, desde los mazos de cables y los paneles de control hasta sistemas básicos como los paquetes de refrigeración, los filtros de aire y los soportes del motor”, afirma.

La integración como factor limitante

Para muchos fabricantes de equipos, la integración es la etapa del desarrollo de la máquina que requiere más recursos.

Incluso cuando se comprende bien la plataforma del motor, los sistemas circundantes deben diseñarse, adquirirse, empaquetarse y validarse dentro de las limitaciones de la máquina anfitriona.

Para las organizaciones más pequeñas que no disponen de grandes instalaciones de prueba internas, este trabajo suele basarse en la creación de prototipos y las pruebas de campo.

Una unidad de potencia 4J prevalidada y lista para grupo electrógeno de Isuzu.

Garcelon afirma que el enfoque de Isuzu está estructurado de manera que busca reducir ese trabajo adicional y/o repetitivo.

“Tenemos muchos componentes sueltos en los barcos y un motor que no se integran directamente en el momento de la entrega”, afirma, y añade que evitar diseños predefinidos permite a Isuzu configurar los sistemas para muchas aplicaciones diferentes antes de que lleguen al cliente.

La consecuencia práctica de los kits de accesorios prediseñados es que los fabricantes de equipos originales (OEM) no tienen que diseñar subsistemas comunes desde cero. Como dice Garcelon: «Por ejemplo, los OEM no tienen que diseñar los arneses de cableado, los soportes de los filtros de aire, los soportes de los filtros de aceite y combustible ni los tubos de escape».

Si bien estos componentes rara vez son los elementos principales, a menudo son donde se producen cambios de última hora y tienen un impacto negativo en los cronogramas.

Garcelon afirma que este enfoque puede beneficiar a los mayores fabricantes de equipos originales (OEM) a nivel mundial, pero es especialmente beneficioso para los fabricantes que operan con volúmenes más pequeños.

«La mayoría de la gente piensa en un fabricante de equipos originales (OEM) como Caterpillar o John Deere», afirma. «Ahora hablamos de clientes que compran entre 100 y 500 motores al año». Muchas de estas empresas fabrican máquinas técnicamente complejas, pero carecen de la escala necesaria para justificar una infraestructura dedicada a la integración y validación.

Validación basada en el rendimiento medido

Un elemento central del programa es la validación controlada de los equipos en todo el rango de funcionamiento del motor, desde el ralentí hasta la carga máxima, y Garcelon establece una clara distinción entre tener confianza en la teoría y contar con datos medidos reales.

“No hay teoría, no hay extrapolación”, afirma. “Estamos recopilando datos del mundo real con todos los sistemas clave instalados”.

Como ejemplo, Garcelon dice: “Si tienes una bomba hidráulica en una máquina que solo requiere 50 caballos de fuerza y el motor está clasificado para 70, no puedes hacer funcionar el motor y los sistemas asociados a plena carga”.

Como resultado, los fabricantes de equipos originales pueden tener datos limitados sobre los márgenes térmicos o el comportamiento del postratamiento a la potencia nominal.

Cody Garcelon, Director Ejecutivo de Ingeniería, Servicio y Posventa de Isuzu Motors America

“En nuestras instalaciones de Wixom”, dice, “podemos probar una unidad de potencia completa a su máxima potencia o en cualquier punto del rango de potencia y velocidad del motor”.

Este proceso integral de validación para todos los sistemas de la unidad de potencia puede ser considerable. Garcelon indica que algunos paquetes equipados con SCR (reducción catalítica selectiva) podrían requerir un tiempo de prueba más prolongado.

Para los fabricantes de equipos originales que producen decenas (o incluso cientos) de unidades, en lugar de miles, replicar ese nivel de pruebas controladas internamente rara vez es viable.

Sistemas modulares en lugar de paquetes fijos

La estrategia de unidades de potencia de Isuzu Motors America no se limita a conjuntos llave en mano. El programa se estructura en torno a sistemas modulares y validados que pueden adoptarse individualmente. Los paquetes de refrigeración, los sistemas de admisión, las configuraciones de escape, los arneses de cableado y los soportes se ofrecen como kits independientes.

“Una vez que lancemos la unidad de potencia para su venta comercial, podrán acceder a internet y ver todos los kits”, explica Garcelon. “Podrán consultar cualquier kit individual y verificar su compatibilidad, la lista de materiales y las imágenes”.

Para los fabricantes de equipos originales (OEM), el valor reside tanto en la información de compatibilidad como en el propio hardware. Los equipos de ingeniería, presionados para cumplir con los plazos, pueden adoptar sistemas probados en lugar de alargar los ciclos de diseño en las últimas etapas del desarrollo.

Garcelon afirma que este posible quebradero de cabeza a menudo se puede reducir de "días y semanas de diseño y validación" a "unas pocas horas".

Sin embargo, reconoce que no todos los riesgos pueden eliminarse antes de la instalación. «Es imposible validar la vibración, por ejemplo, sin tener en cuenta todos los componentes del sistema, incluida la maquinaria», afirma.

Sin embargo, la prevalidación reduce la incertidumbre, dejando menos variables que resolver una vez que el motor esté instalado en la máquina anfitriona.

Capacidad de respuesta a volúmenes bajos

Otro factor diferenciador es la capacidad de respuesta. Garcelon afirma que el enfoque de Isuzu Motors America difiere del de los proveedores centrados principalmente en clientes de gran volumen.

La red de distribuidores de la organización suele dar soporte a numerosos clientes con volúmenes anuales relativamente pequeños, lo que modifica la economía del soporte de ingeniería.

Una unidad de potencia 6H prevalidada y lista para grupo electrógeno de Isuzu.

Como ejemplo, Garcelon describe una revisión de instalación en la que se identificó un pequeño problema de embalaje en una etapa avanzada del proceso.

En lugar de iniciar un largo ciclo de rediseño, el equipo de ingeniería construyó un componente revisado el mismo día.

“Enviamos el nuevo componente al día siguiente, y los plazos de entrega de una semana o menos son la norma, no la excepción”, afirmó.

Para los fabricantes de equipos originales con capacidad limitada para la creación de prototipos, esa capacidad de resolver pequeños problemas rápidamente puede evitar que problemas menores de integración se conviertan en retrasos en el lanzamiento.

Qué significa "prevalidado" en la práctica

Para los usuarios finales, los detalles técnicos detrás de la validación son prácticamente invisibles. Garcelon lo explica de forma sencilla:

“Desde el punto de vista del usuario final, la prevalidación significa que Isuzu respalda el trabajo que realizamos porque hacemos todo lo posible para cumplir con criterios estrictos, para garantizar que los productos cumplan con los estándares de emisiones y durabilidad.”

Para los operadores de flotas y las empresas de alquiler, esto se traduce en la confianza de que el paquete ha sido probado para cumplir con los criterios para toda la gama de condiciones de funcionamiento.

“Saben que están adquiriendo algo que ha sido validado en el mundo real”, afirma.

Esto concuerda con las tendencias más amplias en los sectores de la construcción y el alquiler, donde el coste total de propiedad y el tiempo de actividad tienen cada vez más peso que las consideraciones sobre el precio de compra inicial.

Las aplicaciones de velocidad variable impulsan la complejidad

Si bien los generadores siguen siendo un segmento importante, Garcelon señala que el crecimiento y la complejidad técnica se concentran cada vez más en aplicaciones de velocidad variable, como bombas y unidades de potencia hidráulica.

“Los generadores son máquinas relativamente sencillas”, afirma. “Tienen una velocidad fija de 1800 rpm y, por lo general, se utilizan durante largos periodos de tiempo”.

Los equipos de velocidad variable funcionan en rangos de velocidad y carga más amplios, lo que impone mayores exigencias a la refrigeración, el postratamiento y el control de vibraciones.

Según Garcelon, el reciente crecimiento de la División de Trenes de Potencia de Isuzu Motors America se ha concentrado principalmente en el segmento de velocidad variable.

Si bien los requisitos de validación se mantienen constantes y los aspectos básicos se cubren en las pruebas, normalmente se requiere tiempo adicional para las pruebas de vibración en la máquina real.

Gama de unidades de potencia preparadas para grupos electrógenos de Isuzu Motors America

Más allá de la ingeniería, el enfoque adoptado por la División de Tren Motriz también respalda la consolidación de proveedores y la estandarización de piezas.

Garcelon afirma que es beneficioso utilizar componentes comunes de la unidad de potencia y del kit de accesorios en múltiples aplicaciones, realizando modificaciones específicas en lugar de diseños únicos.

“La consolidación de proveedores supone una gran ventaja para los distribuidores que compran pequeños volúmenes”, afirma.

En un entorno donde la volatilidad de la cadena de suministro sigue siendo una preocupación, reducir la variación de las piezas también puede mejorar la disponibilidad y simplificar el soporte técnico.

Una redistribución del esfuerzo de ingeniería

El programa de unidades de potencia de Isuzu Motors America refleja una redistribución de responsabilidades más que un cambio fundamental en la tecnología de los motores.

Al trasladar una mayor parte del trabajo de integración y validación a las primeras etapas del proceso, la empresa pretende acortar los ciclos de desarrollo de los fabricantes de equipos originales (OEM) y reducir el riesgo en las fases finales, especialmente para equipos especializados y de bajo volumen.

Para los fabricantes de equipos originales (OEM), el valor del trabajo de validación realizado en las instalaciones de Wixom reside principalmente en el tiempo ahorrado y la reducción de la incertidumbre.

Para los usuarios finales, el valor reside en saber que un sistema completo ha sido probado en condiciones controladas y cuenta con un soporte que cumple con un estándar uniforme.

Para Garcelon, el objetivo es sencillo: "Aceleramos el tiempo de comercialización para nuestros clientes OEM, al tiempo que ofrecemos productos consistentes y de alta calidad".

En un sector donde la complejidad técnica sigue aumentando mientras que los recursos de ingeniería siguen siendo limitados, ese tipo de aceleración, basada en el rendimiento medido en lugar de en la teoría y las suposiciones, puede resultar cada vez más relevante.

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Este artículo fue producido por KHL Content Studio, en colaboración con expertos de Isuzu Motors America.

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Todas las imágenes son cortesía de Isuzu Motors America.

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