Norrhydro busca reinventar la hidráulica

A algunos les sorprenderá saber que Finlandia, un país escasamente poblado con aproximadamente 5,6 millones de habitantes y conocido principalmente por sus extensas extensiones de bosque, también es un reconocido líder mundial en tecnología. Es ampliamente reconocido por sus tecnologías de la información y las comunicaciones, desarrollo y servicios de software, tecnologías limpias y soluciones sostenibles, y otras ofertas digitales.

La oferta de NorrDigi de Norrhydro se centra en ayudar a los fabricantes de equipos originales (OEM) a mejorar la productividad de sus equipos y la eficiencia energética. (Foto: Becky Schultz)

Además, el país alberga a empresas innovadoras como Norrhydro, proveedor de cilindros hidráulicos y soluciones hidráulicas digitales. Con sede en Rovaniemi, en el norte del país, Norrhydro lleva 40 años abasteciendo al mercado de vehículos todo terreno, especialmente en aplicaciones mineras y forestales. Sus clientes OEM, como Sandvik y Ponsse, son mayoritariamente escandinavos, pero venden sus máquinas en todo el mundo.

“Somos globales en el sentido de que nuestros productos luego van con esos fabricantes de equipos originales a donde sea que lleguen las máquinas, y ese ha sido el negocio durante muchos años”, dijo Carl Mattson, director de Negocios Digitales de Norrhydro.

Si bien la empresa ha estado activa en el sector de cilindros hidráulicos desde su fundación en 1985, reconoció que el sistema hidráulico tradicional no es muy eficiente y “necesita reinventarse”, comentó Mattson.

Norrhydro decidió participar activamente en esta reinvención, explorando maneras de ayudar a los fabricantes de equipos originales (OEM) a mejorar la productividad y la eficiencia energética. El resultado son dos soluciones únicas: la tecnología de cilindros multicámara NorrDigi MCC y el sistema de movimiento lineal electromecánico NorrDigi EMA.

Energía optimizada

El MCC NorrDigi es una solución avanzada que consta de cilindros multicámara, acumuladores de pistón y una unidad de control electrónico (NorrECU). Las tecnologías de apoyo incluyen software propietario, sensores, microprocesadores y válvulas de control direccional.

En un cilindro tradicional, hay dos cámaras: una de empuje y otra de tracción. Nosotros tenemos cuatro cámaras —dijo Mattson—. Así, duplicamos el área que utilizamos, y esa área está directamente relacionada con la fuerza generada por el flujo de aceite.

El NorrDigi MCC consta de cilindros multicámara, acumuladores de pistón y una unidad de control electrónico. (Foto: Becky Schultz)

Según la empresa, estas cuatro cámaras aumentan el número de etapas de trabajo que permiten optimizar la generación de fuerza en el cilindro. Mattson lo comparó con tener varias marchas en una bicicleta.

En lugar de tener dos marchas en tu bicicleta, tienes 16. Cada vez que quieres alcanzar cierta velocidad o fuerza, tienes el paso exacto para ello... Usas solo la energía necesaria para ese movimiento específico —explicó—. Cambias de marcha para ser más eficiente donde quieres, lo que básicamente significa que usas mucha menos energía.

Con NorrDigi MCC, en lugar de engranajes, se utilizan 16 etapas de trabajo: cuatro cámaras con cuatro ciclos de empuje/tracción por cilindro. Estos múltiples estados de fuerza minimizan la necesidad de estrangulamiento y resultan en movimientos más suaves, precisos y eficientes.

Para lograr una eficiencia aún mayor, el sistema almacena energía cinética en acumuladores de pistón de alta presión y la energía almacenada se utiliza solo cuando es necesaria, por ejemplo, para refuerzos de corto plazo durante trabajos de elevación pesados.

El resultado acumulativo, afirmó Norrhydro, puede ser de hasta un 70% de recuperación de energía, hasta un 80% de reducción en el consumo de energía y hasta un 50% de ahorro de combustible, dependiendo de las condiciones de operación y trabajo.

“Se trata de tener la fuerza adecuada en todo momento, además de tener almacenamiento de energía regenerada para brindarte ayuda cuando necesitas esa potencia máxima”, dijo Mattson.

Estudio de caso de OEM

El MCC NorrDigi ya se ha consolidado en equipos de elevación especializados. Por ejemplo, en octubre de 2024, Norrhydro anunció un acuerdo plurianual con Aberdeen Dynamics, proveedor estadounidense de soluciones de movimiento y control, para implementar la tecnología en aplicaciones de elevación de tuberías en plataformas petrolíferas terrestres en el mercado estadounidense de petróleo y gas.

Las cuatro cámaras del MCC NorrDigi amplían el número de etapas de trabajo que permiten optimizar la generación de fuerza en el cilindro. (Foto: Becky Schultz)

Norrhydro también ha colaborado con Volvo Construction Equipment desde finales de 2015 en el desarrollo del NorrDigi MCC y, más recientemente, en un proyecto para sustituir el sistema hidráulico convencional de una excavadora Volvo EC300E. El sistema hidráulico convencional se retiró y se sustituyó por la solución NorrDigi MCC.

El control de las principales funciones de la máquina se gestiona mediante el software del sistema. "Para que esto funcione al nivel que describimos, en Norrhydro debemos tener el control total", señaló Mattson. "Todo dentro de la máquina, cualquier movimiento que ocurra, está controlado por el sistema. Por lo tanto, no se trata solo de un cilindro y hardware especiales, sino de un software que distribuye la energía a las diferentes funciones, lo cual es la base de nuestro sistema MCC.

“Dado que profundizamos tanto en las funciones hidráulicas, básicamente tenemos que rediseñar la máquina”, continuó. “Hay muchas cosas que deben estar en su lugar, así que esto es obviamente algo que hacemos como proyecto. No vendemos nada listo para usar”.

Se realizaron más de 2.000 horas de pruebas en la excavadora Volvo de 30 toneladas (EC300E), que mostraron una mejora de aproximadamente el 50% en la eficiencia del combustible en comparación con la máquina convencional del mismo tamaño y una reducción potencial de emisiones de 300 a 350 toneladas de CO2 durante el ciclo de vida de la máquina.

“Estamos en la etapa en la que tenemos el plan para la versión de producción. Tenemos todo listo”, dijo Mattson. “Ahora el control debe ser tal que el operador diga: 'Sí, esto es realmente bueno en términos de potencia y controlabilidad. Me gusta'. Eso es lo que Volvo quiere oír. Una vez que lleguemos a ese punto, estaremos listos para empezar”.

Opción totalmente eléctrica

La otra solución de Norrhydro, NorrDigi EMA, está diseñada para sustituir los sistemas hidráulicos tradicionales y permitir la electrificación completa de maquinaria móvil y aplicaciones industriales. Consiste en soluciones electromecánicas que incorporan cilindros eléctricos y un software de control avanzado desarrollado por Norrhydro, que se complementan con motores, sensores, inversores y unidades de control de reconocidos proveedores internacionales.

El accionamiento lineal del cilindro se consigue mediante un motor eléctrico y un husillo de bolas. «Es una solución totalmente libre de aceite», afirmó Mattson. «Está desconectado de cualquier componente relacionado con una línea de aceite hidráulico».

El NorrDigi EMA está diseñado para reemplazar los sistemas hidráulicos tradicionales en maquinaria móvil e industrial. (Foto: Becky Schultz)

El control de movimiento inteligente basado en ajustes de parámetros individuales se logra a través del software de control propietario de la empresa.

El NorrDigi EMA está dirigido a un nicho de clientes. "Partimos de esta mentalidad de desarrollar aplicaciones que se utilizan en entornos difíciles. Por lo tanto, en este caso, nos centramos en el mercado de alta gama, como el sector marino y de alta mar, por ejemplo", afirmó Mattson.

Estas aplicaciones tienden a significar volúmenes más bajos, para los cuales las empresas aún necesitan soporte de ingeniería, pero puede resultar prohibitivo en términos de costo trabajar con proveedores más grandes.

"Es un mercado más pequeño, se basa en proyectos, y estamos contentos con eso", dijo Mattson. "Para nosotros, ese mercado es suficientemente grande".

Las ventajas para estos clientes pueden ser considerables. «En algunos casos, la eficiencia energética con un motor eléctrico es del 80 % al 90 % en comparación con un motor de combustión, que es quizás del 30 %», afirmó Mattson. «Con una máquina totalmente eléctrica, probablemente se podría duplicar la duración de la batería con una sola carga simplemente usando un sistema hidráulico más eficiente».

“Lo que realmente queremos es asegurarnos de que la electrificación sea viable y empiece a ser rentable”, continuó. “El gran paso para los EMA llega cuando se implementan las economías de escala, como hemos visto en los vehículos eléctricos.

Si bien Mattson reconoció que reinventar la hidráulica no es la solución completa, "es una parte importante de la transformación y estamos muy contentos de ser parte de ella".