Funcionamiento en frío: por qué la temperatura es clave para los fabricantes de equipos

Las aspas de ventilador reversibles son una potente herramienta de limpieza para máquinas que trabajan en áreas con altos niveles de partículas.

Es justo decir que es poco probable que los sistemas de enfriamiento estén entre las principales prioridades de los fabricantes de equipos originales (OEM).

Sin embargo, la refrigeración desempeña un papel fundamental en el rendimiento, la fiabilidad y el mantenimiento de las máquinas. Los avances en la tecnología de ventiladores deberían ser de creciente interés para los fabricantes que buscan ofrecer a sus clientes una mayor rentabilidad de su inversión.

La expulsión automática de partículas de los radiadores es uno de los aspectos más beneficiosos de la automatización de máquinas.

Con la aparente suspensión de nuevas regulaciones sobre emisiones, los fabricantes de equipos originales (OEM) tienen la oportunidad de centrarse nuevamente en la funcionalidad principal de sus máquinas. Innovaciones como los ventiladores autolimpiables podrían ser cruciales para mejorar el rendimiento, el tiempo de actividad y la eficiencia.

Automatización y refrigeración

El impulso hacia la autonomía —que hoy en día se traduce principalmente en automatización de funciones específicas— ya está mejorando el rendimiento de las máquinas en la construcción. Esto cobrará cada vez mayor importancia a medida que los operadores experimentados se jubilen o abandonen el sector.

Mark MacDonald, gerente de ventas de Cleanfix Fans, una empresa que produce ventiladores reversibles para equipos pesados en una variedad de industrias, afirma: "En promedio, creo que la automatización de las funciones de las máquinas está aumentando la productividad, y eso puede ser significativo para las empresas que operan flotas pesadas".

Cierto nivel de autonomía es claramente beneficioso, pero los vehículos totalmente autónomos plantean nuevos desafíos, sobre todo en cuanto al mantenimiento. Por ejemplo, sin un operador presente para solucionar problemas sobre la marcha, una simple obstrucción del radiador puede provocar una pérdida de tiempo crítica debido al sobrecalentamiento o a un flujo de aire insuficiente.

Con solo presionar un botón, un operador puede invertir las aspas del ventilador para expulsar el polvo y otras partículas del radiador.

“Un problema que antes le habría llevado a un operador unos minutos resolver ahora puede tardar horas si hay que esperar a que alguien vaya físicamente al lugar”, explica MacDonald.

Este cambio potencial en el mantenimiento de las máquinas significa que las soluciones preventivas, como la limpieza automática del sistema de enfriamiento, tendrán aún mayor valor.

Refrigeración: un desafío de diseño

“Para los fabricantes de equipos originales (OEM), intentar empaquetar sistemas de refrigeración ha sido un desafío, probablemente desde que entraron en vigor las regulaciones de emisiones Tier 2”, afirma MacDonald.

Francamente, es bastante fácil especificar un ventilador que proporcione el flujo de aire necesario. Ahora, se trata más bien de integrar el sistema en una arquitectura de máquina con limitaciones de espacio y un precio competitivo.

Si a eso añadimos la necesidad de mantener la visibilidad del operador, garantizar que el mantenimiento se pueda realizar fácilmente y minimizar el peso y la complejidad, queda clara la importancia de un diseño de ventilador más inteligente.

“Los enfriadores limpios son más eficientes. Sin duda”, afirma Shayne Rose, Gerente de Ingeniería de Cleanfix. “Introducir un ciclo de limpieza regular mejora la eficiencia general del sistema de enfriamiento. Reduce el consumo de energía del ventilador y aumenta el rendimiento de la máquina”.

El potente ventilador autolimpiante puede expulsar hojas y otros materiales de equipos pesados.

Esto, combinado con tecnologías como el paso variable de las aspas, mejora las ventajas del ventilador, ya que los sistemas más limpios requieren menos flujo de aire. El ventilador no necesita esforzarse tanto, lo que ahorra energía y potencialmente prolonga la vida útil de los componentes de la máquina.

Ventiladores autolimpiables

Los ventiladores reversibles tradicionales accionados hidráulicamente funcionan reduciendo y revirtiendo la rotación del ventilador para expulsar los residuos de los núcleos de enfriamiento.

Si bien este enfoque alguna vez fue moderno, conlleva compromisos.

"Invertir el ventilador lleva tiempo", dice Rose, "durante el cual el rendimiento de enfriamiento disminuye, y eso es un problema potencial en condiciones de alta carga y alta temperatura.

“No se puede recuperar el rendimiento de enfriamiento, ya que el ventilador ahora gira al revés y no se puede limpiar con tanta eficacia”.

El efecto de arrastre al invertir la rotación de un ventilador supone un desperdicio de potencia, que se pierde en la máquina, incluso cuando el motor no exige un alto grado de refrigeración. Entonces, ¿qué se puede hacer con esta pérdida parásita?

Mark MacDonald

Los ventiladores Cleanfix adoptan un enfoque radicalmente diferente. En lugar de invertir la dirección del ventilador, las aspas giran, invirtiendo el flujo de aire. "De esta manera", afirma, "el ventilador mantiene una alta eficiencia de refrigeración y, además, ofrece un rendimiento de limpieza de alta calidad".

Es una elegante solución de ingeniería para un desafío de rendimiento del mundo real.

Sostenibilidad y ciclo de vida

Los ventiladores autolimpiables también tienen un claro componente de sostenibilidad. "Ya sea en términos de inversión o de sostenibilidad gracias a la mayor vida útil de la máquina, un ventilador de última generación mejorará ambos aspectos", afirma MacDonald.

“La limpieza regular del radiador minimiza el estrés térmico en el motor, disminuye el riesgo de sobrecalentamiento y reduce la probabilidad de fallas catastróficas, lo que prolonga la vida útil de los componentes principales y reduce el tiempo de inactividad”.

Un motor de mejor rendimiento también consumirá menos combustible.

Las aspas del ventilador giran a través del cubo del ventilador sobre sus propios ejes, lo que les permite girar a la mejor posición para enfriar y limpiar.

Para los fabricantes de equipos originales (OEM) con objetivos de sostenibilidad, o los usuarios finales que buscan aprovechar al máximo su flota con un tiempo de inactividad mínimo, esto es beneficioso para todos.

Los ventiladores autolimpiables parecen ser una buena opción para entornos como la explotación de canteras y la agricultura, donde la acumulación de residuos es una preocupación constante. En estos sectores, la limpieza diaria de los radiadores es prácticamente la norma.

“No quieres tener que limpiar los radiadores a mano una vez al día. No es un trabajo divertido y a nadie le gusta hacerlo”, dice MacDonald. “Si puedes llegar al final del día y pulsar un botón y el radiador está limpio, ¿quién no querría eso?”

Pero los beneficios no se limitan a casos de uso extremos. En entornos más moderados, donde la acumulación de polvo no siempre activa luces de advertencia ni problemas inmediatos, las máquinas que funcionan a una eficiencia inferior al 100 % a menudo pueden pasar desapercibidas.

“Desde la perspectiva de la eficiencia del combustible, es difícil para los usuarios finales cuantificar las pérdidas de rendimiento de sus máquinas”, afirma Rose. En estos casos, los ventiladores autolimpiables podrían ofrecer una solución proactiva para reducir la acumulación de estos problemas.

El gráfico muestra el proceso simple mediante el cual se pueden lograr inversiones temporizadas del paso de las aspas del ventilador.

Rose dice que la tecnología ha beneficiado enormemente el proceso de fabricación de la unidad Cleanfix, ayudando a minimizar su masa para garantizar la máxima eficiencia de combustible, al tiempo que destaca materiales robustos que le otorgan una resistencia y durabilidad impresionantes.

Integración inteligente

Según MacDonald, los fabricantes de equipos originales (OEM) obtendrán el mayor valor si interactúan desde el principio con los equipos de diseño de ventiladores. «Eso podría implicar replantear algunos aspectos de los demás sistemas», afirma, «pero el objetivo es aportar valor y beneficios al OEM».

En cuanto a la tecnología integrada en los sistemas de ventiladores, afirma que ofrecen múltiples opciones de control y pueden activarse mediante temporizador, lógica de la máquina o manualmente por el operador. "En cuanto a la refrigeración, el sistema utiliza un sistema de control electrónico de circuito cerrado para variar la inclinación de las aspas en función de los datos de temperatura en tiempo real".

Gerente de ingeniería de Cleanfix, Shayne Rose

Este control se puede integrar en la ECU del OEM o mediante el uso de un módulo de control que controla el paso de las palas a través de datos del bus CAN del vehículo.

Ese nivel de integración permite que el ventilador se ajuste dinámicamente a las cambiantes demandas de enfriamiento, mejorando aún más la eficiencia.

MacDonald también describe una alternativa única al control de paso electrónico: el sistema Cleanfix Variable-Pitch.

Utiliza celdas térmicas montadas en ventiladores para pivotar mecánicamente la pala al ángulo requerido según la temperatura del aire de refrigeración. Esta solución elimina todos los requisitos adicionales de programación, hardware y sensores.

Ventaja competitiva

Los ventiladores autolimpiantes ahora son menos un complemento de nicho y más un componente práctico que mejora el rendimiento y aborda los crecientes desafíos de la industria, como la escasez de mano de obra, el tiempo de funcionamiento de la máquina, la sostenibilidad y el costo total de propiedad de la máquina.

Para los fabricantes de equipos originales (OEM), integrar la tecnología de ventiladores autolimpiantes es una forma de diferenciar sus máquinas y, al mismo tiempo, reducir los costos para los usuarios finales.

“Al final”, dice MacDonald, “funciona para todos”.

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

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Todas las imágenes son cortesía de Cleanfix North America

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