Potencia de las grúas torre: aumento de la eficiencia

Daniel Gwóźdź explica el sistema de accionamiento de ahorro de energía. Foto: Joe Mather/KHL

Como único fabricante de grúas torre de Polonia, Krupinski se ha ido haciendo un nombre durante los últimos seis o siete años, primero en Polonia, ahora en el resto de Europa y más allá.

Un factor diferenciador en el que ha trabajado duro para conseguirlo, desde el punto de vista tecnológico, es su nuevo sistema de accionamiento eléctrico para grúas torre que aporta beneficios de ahorro energético de hasta un 40 por ciento al propietario y/o operador de la grúa.

Así lo explicó Daniel Gwóźdź, CEO y copropietario de Krupinski Cranes, en su presentación en la conferencia Internacional de Grúas Torre (ITC) en Roma, Italia, en julio de 2025.

Muchas grúas torre, probablemente la gran mayoría, ahora cuentan con variadores de frecuencia: suministro de potencia controlado por ordenador y regulado electrónicamente. El objetivo de Krupinski era encontrar una solución mejor.

Se pueden lograr ahorros de hasta un 40 %, afirmó Daniel Gwóźdź. Foto: Joe Mather/KHL

Ahorro de energía

Gwóźdź destaca que el nuevo sistema de accionamiento de Krupinski puede reducir el consumo eléctrico hasta en un 40 %. «Para lograr este ahorro energético, decidimos sustituir los motores asíncronos por motores síncronos de imanes permanentes (PMSM) con servoaccionamientos, que ofrecen la mayor eficiencia del mercado».

Los PMSM son conocidos en la industria, pero no en las grúas, afirma Gwóźdź. No tienen corriente de entrada durante el arranque, lo cual es fundamental para la conexión eléctrica de la grúa. El par máximo se alcanza desde cero revoluciones. Por lo tanto, el freno se convierte en un simple elemento de seguridad del polipasto.

Las grúas están diseñadas para operar con un control de movimiento preciso y suave. No se pierde energía en forma de calor, por lo que el motor no requiere un sistema de refrigeración externo, lo cual es especialmente beneficioso en países cálidos.

A diferencia de otras grúas, las secuencias de fases no son un problema. Si el cable de alimentación de la obra se corta durante la noche y el personal de servicio lo repara, pero cambia las fases, la grúa seguirá funcionando con normalidad, afirma Gwóźdź. La garantía del fabricante del motor es de 20.000 horas de funcionamiento, para problemas mecánicos y de campo magnético. Esto equivale a unos 10 años de funcionamiento.

La comparación de los motores asíncronos de una grúa típica de 5 toneladas muestra un marcado contraste en términos de peso. Un motor de elevación asíncrono de 18,5 kW pesa 350 kg, mientras que el motor PMSM equivalente de 22 kW solo pesa 85 kg. De igual manera, el motor de giro de 3 kW suele pesar 90 kg, mientras que el PMSM de 4 kW pesa 17,3 kg. El motor de carro típico de 4 kW pesa 85 kg, mientras que su equivalente PMSM de 5 kW pesa menos de una cuarta parte, 20,1 kg. Incluso con el peso significativamente reducido, se mantiene más potencia en el eje, afirma Gwóźdź.

Cómo se hace

Daniel Gwóźdź, director ejecutivo y copropietario de Krupinski cranes. Foto: Joe Mather/KHL

Al principio no lo entendíamos: ¿por qué hay una diferencia tan grande en el ahorro de energía entre los motores asíncronos y los servoaccionamientos? El análisis de diagramas tridimensionales que mostraban el patrón de potencia del motor en funcionamiento nos brindó algunas respuestas. Al operar motores estándar a máxima velocidad y bajo un rango de cargas, la eficiencia oscilaba entre el 84 % y el 70 %, mientras que el accionamiento PMSM casi siempre superaba el 90 %.

A velocidades más bajas, la diferencia era aún más pronunciada. Con las grúas torre, se suele trabajar muy despacio con movimientos precisos, y ahí la diferencia es enorme, afirma Gwóźdź. La eficiencia de los motores asíncronos en esa situación es de tan solo el 40 %. El resto de la energía se pierde en forma de calor, lo que requiere refrigeración de los motores.

Para llevar la situación a otro nivel, decidimos implementar la gestión energética en las grúas, instalando un paquete de baterías de 43 kW-h entre la conexión a la red eléctrica y la grúa. Krupinski añadió una capacidad de regeneración o recuperación de energía a todos los accionamientos para devolver energía a la batería. «Nuestra grúa de ocho toneladas puede funcionar de forma continua con una conexión a la red eléctrica monofásica de 230 voltios y 60 amperios. Sin conexión a la red eléctrica, se puede trabajar hasta 17 horas con esa batería».

Antes de construir un prototipo de grúa, el nuevo principio de accionamiento se probó durante casi dos años en la Universidad de Gdansk, Polonia. Los datos recopilados ayudaron a los proveedores de motores y accionamientos a construir los nuevos accionamientos. Se construyeron y probaron polipastos para grúas de 5 a 10 toneladas. La primera grúa con servoaccionamientos se instaló en 2021 y comenzaron las pruebas en vivo en una obra, con buenos resultados, afirma Gwóźdź.

Vea un vídeo de esta presentación de Krupinski realizada por Daniel Gwóźdź en la conferencia ITC 2025.