Análisis de números: baterías y grúas torre

Construcción de los bloques de residencias estudiantiles de Echo Street en Mánchester, Inglaterra. Dos grúas torre Terex CTL 180 con pluma abatible funcionan principalmente con el sistema de almacenamiento de energía de baterías Enertainer, lo que permite ahorrar dinero y reducir las emisiones de carbono. Foto: Bowmer y Kirkland

El uso de baterías en lugar de generadores diésel para ayudar a alimentar las obras de construcción, y en particular las grúas torre, es un tema de actualidad.

La contratista de construcción Bowmer & Kirkland del Reino Unido ya ha adoptado sistemas de almacenamiento de energía en baterías como su método preferido para alimentar grúas. De hecho, ha descubierto que obras enteras pueden alimentarse con una sola batería.

En un contrato de 130 millones de libras esterlinas (170 millones de dólares estadounidenses) en Manchester, norte de Inglaterra, Bowmer & Kirkland utiliza un sistema de almacenamiento de energía por batería Enertainer L+ para alimentar dos grúas torre Terex CTL 180 con pluma abatible, dos polipastos dobles y, actualmente, 11 plataformas de trabajo sobre mástil (PTDM), aunque en un pico de demanda serán 33. La batería también alimenta las oficinas de la obra, la iluminación y cualquier otro elemento que requiera electricidad.

El contrato contempla la construcción de un complejo de alojamiento estudiantil en Echo Street. El proyecto consta de tres torres conectadas de 27, 21 y 16 plantas (38.350 metros cuadrados en total) para alojar a 1.224 estudiantes en el centro de la ciudad.

Bowmer & Kirkland comenzó a trabajar en octubre de 2023 y está previsto que finalice en julio de 2026.

Tradicionalmente, por supuesto, se utilizaban generadores diésel para alimentar la maquinaria en proyectos de este tipo, pero los contratistas del Reino Unido se han visto obligados a replantear sus métodos. No se trata solo de embellecer sus credenciales ecológicas; en abril de 2022, se eliminó la desgravación fiscal que disfrutaba anteriormente el sector de la construcción por el diésel. Esto hizo que el coste del diésel se duplicara o triplicara repentinamente (dependiendo de las fluctuaciones de los precios del mercado).

El grado en que las baterías han demostrado ser un sustituto eficaz de los generadores diésel ha sorprendido a muchos.

El sistema de baterías Enertainer L+, que se utiliza en Echo Street, es fabricado por Ampd Energy, con sede en Hong Kong. (Enertainer proviene de las palabras inglesas "energy" y "container"). Tom Carter es gerente de desarrollo comercial de Ampd en el Reino Unido. Trabajó para Bowmer & Kirkland durante 11 años antes de incorporarse a Ampd en julio de este año.

La unidad de batería Ampd Entertainer con equipo de carga y monitoreo integrado. Foto: Select Plant

Haciendo los números

Carter explica que la especificación de la grúa para Echo Street requería un generador de 300 kVA para cada grúa, para proporcionar 420 amperios en el pico, en caso de que todos los motores necesitaran trabajar simultáneamente, aunque en el mundo real las grúas casi nunca se elevan, giran y orien- tan al mismo tiempo.

Si Bowmer & Kirkland hubiera optado por la opción tradicional de grupos electrógenos diésel, habría necesitado dos generadores de 300 kVA para las grúas, dos de 100 kVA para los polipastos y tres de 200 kVA para las plantas de trabajo diésel. En total, habría necesitado una capacidad de generación diésel de 1660 kVA.

Ha reemplazado todo esto con una gran batería, alquilada a Select Plant desde noviembre de 2023, que aporta 2.500 kW al sitio cada semana.

Enchufado a una toma de corriente eléctrica estándar en un edificio vecino, con una carga lenta de 44 amperios, el Enertainer proporciona una corriente nominal de 663 amperios por minuto y una sobrecarga de 795 A/min.

El Enertainer se carga constantemente. La cantidad que consume de la red depende de la actividad de la maquinaria en el sitio. Aún no ha bajado del 53 % de su capacidad. Cada mañana vuelve a alcanzar aproximadamente el 95 %.

Limpiando

Carter afirma que un grupo electrógeno diésel convencional de 1660 kVA emitiría 999 toneladas de dióxido de carbono al año. «Con el Enertainer estamos eliminando 913 toneladas de este dióxido de carbono», afirma.

Esta cifra se basa en una norma industrial de 0,02 kg para medir la huella de carbono de la electricidad: su huella real depende de cómo se generó la electricidad en primer lugar.

Si Echo Street funcionara con generadores diésel y funcionara con un tiempo de actividad del 50 %, consumiría 150 litros de diésel por hora, o 429 000 litros al año.

Por lo tanto, según la estimación más conservadora, si asumimos dos años para la fase de construcción y nueve meses para el equipamiento y la puesta en servicio, el Enertainer L+ está ahorrando a Bowmer & Kirkland más de un millón de litros de combustible en Echo Street.

Carter no revelará todos los detalles financieros, pero podemos calcular algunos. Un millón de litros de diésel sin subvencionar costaría entre 1,4 y 1,5 millones de libras. Incluso con los cambios recientes, la factura de electricidad se puede calcular, de forma realista, en unas 50.000 libras al año mientras las grúas, los polipastos y los trepadores de mástiles estén en funcionamiento, o 100.000 libras durante la fase de construcción de dos años. Esto supone un ahorro financiero significativo, incluso teniendo en cuenta el coste (no revelado) del alquiler del Enertainer.

Por supuesto, hay muchas obras en construcción que no pueden conectarse a la red eléctrica.

Si funciona sin conexión a la red eléctrica, el Enertainer puede cargarse con un generador de 60 a 100 kVA, afirma Carter. El generador está configurado para activarse cuando la batería baja de un umbral específico y recargarla. Según Carter, en un sitio de la magnitud de Echo Street, esto supondría un ahorro de carbono del 60 %, en comparación con el 91 % que se consigue conectándolo a la red eléctrica.

Ventaja adicional

Las baterías también ofrecen otra ventaja. Bowmer & Kirkland utilizó baterías en lugar de generadores diésel en un complejo residencial de 300 millones de libras, de 17 y 19 plantas, en el distrito de West Bar de Sheffield, al norte de Inglaterra. Actualmente a punto de finalizarse, se cree que fue la primera gran obra del Reino Unido alimentada exclusivamente por baterías, aunque en este caso la batería contaba con el apoyo de un sistema de volante de inercia de Dumarey Peak Power (anteriormente Punch Power) para satisfacer los picos de demanda energética. En West Bar, el suministro eléctrico permanente llegó con retraso, lo que amenazó con retrasar la puesta en marcha. Si bien técnicamente no es viable utilizar un generador para la puesta en marcha de un edificio, el sistema de baterías demostró ser perfectamente adecuado y se utilizó para la puesta en marcha de cinco plantas del complejo.

Bowmer & Kirkland factura 1.200 millones de libras esterlinas (1.600 millones de dólares estadounidenses) al año. A pesar de su tamaño, prefiere alquilar su maquinaria en lugar de poseerla directamente. Pero está tan convencida del concepto de baterías para alimentar sus plantas que no solo ha establecido como política de la empresa el uso de baterías siempre que sea posible (llegó a tener 11 en sus distintas plantas al mismo tiempo), sino que ahora ha empezado a adquirir las suyas propias, con dos Entertainers en proceso de pedido.