Las temperaturas invernales extremadamente bajas presentan múltiples desafíos para la maquinaria de construcción, incluyendo dificultades de arranque, estancamiento de la lubricación, histéresis hidráulica, fragilización del material, encerado del combustible y degradación de la batería. Un solo paso en falso puede provocar fallas en el equipo, daños o un tiempo de inactividad imprevisto significativo. Para los operadores de vehículos de construcción, los gerentes de mantenimiento y el personal de compras, comprender a fondo estos desafíos de las bajas temperaturas y la implementación de medidas específicas es crucial para garantizar una construcción invernal sin contratiempos, prolongar la vida útil del equipo y controlar los costos operativos.
Este artículo aborda cuatro áreas clave: "Dificultades de Arranque", "Mantenimiento Operativo", "Adaptación al Entorno de Construcción" y "Estrategias Organizacionales y de Compras", combinando las condiciones operativas comunes para vehículos de construcción (como excavadoras, cargadoras, bulldozers y apisonadoras) con recomendaciones y procedimientos operativos específicos.
Para los vehículos de construcción que operan en entornos extremadamente fríos, la fase de arranque es la más desafiante. Las principales dificultades son las siguientes:
1.1 Caída de potencia de la batería y corriente de arranque insuficiente
La velocidad de reacción química de la batería disminuye drásticamente al bajar la temperatura. Incluso a -30 °C, la corriente de arranque que puede proporcionar puede disminuir significativamente.
Una corriente de arranque insuficiente puede provocar una fuerza de arranque débil, un tiempo de arranque prolongado o incluso un fallo de arranque.
Solución:
Seleccione una batería con resistencia a bajas temperaturas y una alta clasificación de CCA (amperios de arranque en frío), o utilice una combinación de baterías (serie y paralelo) para mejorar la capacidad de arranque.
Con el vehículo apagado, retire la batería y colóquela en una habitación cálida para calentarla, o utilice una manta térmica (o un calefactor) para mantener una temperatura constante.
Utilice un cargador inteligente de voltaje o corriente constante para mantener un alto voltaje y capacidad de la batería durante los periodos de inactividad.
Precaliente la batería moderadamente con un calefactor o aire acondicionado antes de arrancar.
1.2 Viscosidad Excesiva del Aceite Lubricante e Hidráulico
A bajas temperaturas, la fluidez de los aceites lubricantes e hidráulicos disminuye significativamente, lo que provoca su espesamiento y dificulta el movimiento de los componentes mecánicos.
Una lubricación deficiente puede aumentar la fricción y el desgaste durante el arranque.
Solución:
Utilice aceites lubricantes e hidráulicos específicos para invierno, de baja viscosidad o totalmente sintéticos (como aceites multigrado o aceites de grado ártico, indicados para entornos de frío extremo).
Antes de arrancar o durante el arranque inicial, precaliente el circuito de aceite con un calentador (como un calentador de cigüeñal o de aceite) para aumentar la temperatura del aceite y reducir la viscosidad.
Instale o active un calentador de cigüeñal o un protector térmico (para bloquear el aire frío y reducir la disipación de calor) para mantener la temperatura del aceite.
1.3 Gelificación o encerado del combustible (especialmente en motores diésel)
A temperaturas extremadamente bajas, los componentes cerosos del diésel pueden precipitarse y coalescer, causando el bloqueo del filtro o la obstrucción de la línea de combustible.
El agua congelada en el sistema de combustible también puede dificultar el flujo de combustible.
Solución:
Use diésel de flujo frío o añada inhibidores de parafina y mejoradores de flujo al diésel.
Llene completamente el depósito de combustible antes de terminar el trabajo cada noche para reducir la condensación y la acumulación de agua en el combustible.
Instale un filtro de combustible de doble etapa y, en condiciones de frío extremo, utilice un filtro de combustible calentado o un precalentador de combustible.
Drene periódicamente el filtro de combustible y revise el separador de agua y combustible para detectar acumulación de agua y formación de hielo.
1.4 Presión insuficiente del radiador, refrigerante y anticongelante
Si el anticongelante añadido al sistema de refrigeración es insuficiente o su calidad es deficiente, las bajas temperaturas pueden provocar que el punto de congelación del refrigerante descienda por debajo del nivel requerido.
La presencia de aire o fugas en el sistema de refrigeración también puede provocar una mala circulación durante el arranque.
Solución:
Asegúrese de que el sistema de anticongelante/refrigerante utilizado sea resistente a temperaturas superiores a -40 °C (por ejemplo, una premezcla 50:50 o de larga duración).
Antes de arrancar, compruebe que los niveles de refrigerante, aceite hidráulico y aceite de motor estén dentro del rango recomendado para evitar cavitación o daños causados por niveles bajos de líquido.
Instale un calentador eléctrico, un calentador de conjunto o tuberías calentadas en el sistema de refrigeración para precalentarlo antes de arrancar.
1.5 Precalentamiento y calentamiento en ralentí insuficientes
Operar el motor directamente bajo carga después de un arranque en frío provocará un alto estrés y desgaste en el motor, el sistema hidráulico y la transmisión.
Arrancar el motor sin permitir que los sistemas alcancen la temperatura normal de funcionamiento puede causar fácilmente daños prematuros.
Solución:
Después de arrancar, deje el motor en ralentí a baja velocidad y sin carga durante un tiempo determinado (normalmente de 5 a 10 minutos o según lo especificado en el manual del equipo) para que las temperaturas del motor y del aceite hidráulico alcancen el rango adecuado.
Durante este período de inactividad, circule lentamente los circuitos hidráulicos (de elevación, balanceo, dirección, etc.) para calentar gradualmente el aceite hidráulico y lubricar todos los componentes.
Si el modelo del motor lo permite, utilice dispositivos de asistencia para el arranque en frío (como un arrancador de aire caliente, un precalentador, un calentador del cigüeñal, etc.).
La siguiente tabla resume seis pasos para arrancar un vehículo de construcción en entornos extremadamente fríos y se recomienda como referencia para los operadores.
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paso
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Puntos clave de operación
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Parámetros técnicos
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1. Precalentamiento |
Encienda la bujía incandescente del motor durante 3 minutos o más y caliente el cárter de aceite a más de -15°C. |
Potencia de calentamiento≥500W |
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2. Inspección del aceite |
Confirme que el aceite del motor sea de grado SAE 0W-30 y que el punto de congelación del anticongelante sea≤-45℃ |
Punto de fluidez del aceite de motor≤-55℃ |
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3. Garantía de suministro de energía |
Conecte una fuente de alimentación externa o active el arrancador de emergencia |
Corriente de arranque≥800A |
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4. Inicio lento |
El primer encendido no debe exceder los 5 segundos, debiendo volver a intentarlo después de 30 segundos. |
Velocidad≥150 rpm |
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5. Calentamiento en ralentí |
Manténgalo en ralentía 800 rpm durante 15 minutos y luego cárguelo cuando la temperatura del agua alcance los 40℃. |
Temperatura del aceite hidráulico≥10℃ |
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6. Autoprueba del sistema |
Escanee los códigos de alarma del dial, centrándose en el monitoreo del ABS y DPF |
Tasa de eliminación de códigos de falla 100% |
Después de arrancar correctamente un vehículo de construcción, mantener su estado operativo y mitigar el riesgo de desgaste y fallas causados por las bajas temperaturas es un desafío clave para las operaciones invernales durante todo el año.
2.1 Calentamiento y Operación Regular
Durante la fase inicial de operación, opere lentamente y con cargas ligeras, evitando la operación con cargas altas para dar tiempo suficiente a que cada sistema se caliente.
Los movimientos del sistema hidráulico deben ser suaves y graduales, evitando movimientos bruscos y grandes para prevenir choques hidráulicos cuando el aceite esté frío.
Si es posible, aumente la carga por etapas (por ejemplo, primero realice movimientos simples o pequeños y luego proceda con operaciones de carga pesada).
Evite arranques y paradas frecuentes. Si las pausas en la construcción son breves, es más seguro dejar la máquina en ralentí o a baja velocidad que realizar arranques en frío repetidos.
2.2 Limpie el hielo y la nieve, mantenga la ventilación y evite obstrucciones
Después de cada turno o al final de cada jornada, limpie rápidamente el hielo, la nieve y el polvo del exterior de la máquina, la entrada de aire, las tuberías de aceite, los filtros, los radiadores y las rejillas de ventilación para evitar obstrucciones o restricciones en la entrada de aire.
La humedad o los residuos de nieve adheridos a los componentes hidráulicos, las líneas de aceite, los filtros y otros componentes pueden congelarse o bloquearse a bajas temperaturas, por lo que deben inspeccionarse periódicamente.
En el caso de equipos con orugas o tren de rodaje, el hielo o el lodo congelado pueden aumentar el desgaste e incluso causar agarrotamientos, por lo que deben limpiarse de inmediato.
2.3 Lubricación y mantenimiento de los puntos de lubricación
Utilice grasa apta para entornos de baja temperatura (grasa para bajas temperaturas, grasa sintética) y asegúrese de que mantenga su fluidez y propiedades lubricantes en condiciones de frío extremo.
Reengrase periódicamente los puntos clave de lubricación, como bisagras, cojinetes, pasadores, rótulas y varillajes de dirección.
La lubricación debe realizarse mientras el equipo aún esté caliente o precalentado para evitar que la condensación impida que la grasa entre en los puntos de lubricación.
2.4 Sistema hidráulico y protección de sellos
Seleccione aceite hidráulico con una viscosidad diseñada específicamente para entornos de baja temperatura y que cumpla con las normas recomendadas por el fabricante del equipo.
Inspeccione los sellos, juntas tóricas y mangueras para comprobar su compatibilidad con bajas temperaturas y detectar signos de envejecimiento, microfisuras o endurecimiento. Los componentes de caucho son más susceptibles al agrietamiento por fragilidad o la pérdida de elasticidad a bajas temperaturas.
Evite operar el sistema hidráulico sin carga durante períodos prolongados para reducir el riesgo de bolsas de aire, temperaturas desiguales del aceite y congelación de las líneas de aceite.
Considere instalar calentadores eléctricos o manguitos aislantes en bloques de válvulas o tuberías críticos para mantener la temperatura del aceite hidráulico.
2.5 Sistema de Enfriamiento y Control de Temperatura
Asegúrese de que el sistema de enfriamiento esté en buenas condiciones: sin fugas, sin bolsas de aire, con la concentración adecuada de refrigerante e interruptores de control de temperatura confiables.
Dependiendo del entorno de producción y las características de la máquina, se pueden instalar dispositivos de calentamiento o aislamiento localizados en circuitos de enfriamiento, canales de aceite o componentes clave de la máquina.
Revise regularmente los radiadores, enfriadores de aceite, aires acondicionados, calentadores, etc., para verificar que la descongelación, la eliminación de polvo y el deshielo sean correctos.
2.6 Monitoreo e Inspecciones
Aumente la frecuencia de las inspecciones diarias, especialmente antes del turno de la mañana, al mediodía y por la noche. Revise la temperatura, la presión y la temperatura del aceite, el estado del combustible, la respuesta hidráulica y las alarmas de los instrumentos.
Si el equipo cuenta con un sistema de monitoreo/sensores remotos, monitoree indicadores como curvas de temperatura, fluctuaciones en la presión del aceite y alarmas de lubricación anormal para obtener advertencias y tomar medidas oportunas.
Los componentes críticos (como motores, bombas hidráulicas, bloques de válvulas y sellos) deben mantener registros de monitoreo de operación a baja temperatura para recopilar datos empíricos.
2.7 Estrategias de Respuesta y Protección ante Emergencias
Si se detecta un arranque anormal, alarmas, presión de aceite anormal, fugas o atascamientos, se deben detener las operaciones inmediatamente y se debe realizar la solución de problemas.
En temperaturas extremadamente bajas o cambios climáticos repentinos, se deben acortar los ciclos de operación o programar períodos de descanso y calentamiento para evitar operar el equipo bajo carga durante los períodos más fríos.
Por la noche o durante tiempos de inactividad prolongados, se puede utilizar calefacción local, cubiertas aislantes o cubiertas de la máquina para aislar toda la máquina o los componentes clave y evitar la congelación.
Además del mantenimiento del equipo, el entorno de construcción y la seguridad operativa son particularmente importantes en condiciones de frío extremo.
3.1 Gestión de Carreteras/Sitios
Al trabajar en terrenos congelados o helados, compruebe con antelación la resistencia de los cimientos y la capacidad de carga para evitar que el equipo se hunda o resbale.
Se deben aplicar tapetes con sal, arena o antideslizantes en las zonas de trabajo, pendientes, plataformas y curvas para mejorar el coeficiente de fricción.
La nieve y el hielo deben retirarse con prontitud para evitar que el vehículo se atasque o pierda el control.
3.2 Coordinación del ritmo operativo con las condiciones de trabajo
Debido a los días más cortos en invierno, los procesos de trabajo deben programarse estratégicamente, priorizando los procesos críticos y evitando aquellos inadecuados para los períodos más fríos.
De ser necesario, se debe habilitar una sala de calentamiento, una zona de precalentamiento o una caseta climatizada para que los operadores puedan calentar la cabina, las palancas de operación, los pedales y otros equipos antes de entrar en la máquina.
Los operadores deben usar ropa de trabajo resistente al frío, antideslizante y segura para mantener la destreza manual y evitar la congelación.
3.3 Visión, Seguridad y Monitoreo
La niebla, la nieve, la escarcha y la condensación pueden afectar la visibilidad en invierno. Durante la operación, asegúrese siempre de tener una visión clara, espejos limpios e iluminación adecuada.
Se deben reducir adecuadamente los factores de seguridad y se deben agregar controles redundantes para rampas, plataformas, operaciones de elevación y alturas de trabajo.
La velocidad de operación debe ser más estable. Evite frenadas repentinas, virajes bruscos y maniobras abruptas para prevenir resbalones o choques hidráulicos.
3.4 Capacitación en Seguridad y Planes de Emergencia
Proporcione a los operadores capacitación avanzada sobre seguridad en operaciones a bajas temperaturas, incluyendo conocimientos sobre vestimenta, medidas anticongelantes y antideslizantes, manejo de emergencias para interrupciones por bajas temperaturas, riego y deshielo.
Desarrolle un plan de emergencia para el invierno y equipe a los operadores con las herramientas necesarias para emergencias a bajas temperaturas (como calentadores, agentes redox, calentadores portátiles, filtros de repuesto, lubricantes y baterías de emergencia).
Fortalecer la comunicación entre equipos y los sistemas de monitoreo del personal para prevenir riesgos para la salud de los operadores (como congelación e hipotermia) en entornos de frío extremo.
Para los administradores y el personal de adquisiciones, depender únicamente de la operación y el mantenimiento es insuficiente. También deben realizar preparativos de apoyo para la selección de equipos, la asignación de repuestos y el desarrollo de sistemas.
4.1 Selección de Equipos y Evaluación Técnica
Durante la fase de adquisición, se debe dar prioridad a los modelos de maquinaria de construcción con estándares para regiones frías o paquetes de arranque a baja temperatura (p. ej., calentadores de cigüeñal, aislamiento del motor, sistemas de precalentamiento, dispositivos de asistencia para el arranque en frío y otras características opcionales).
Investigar las especificaciones de arranque a baja temperatura proporcionadas por el fabricante del equipo (p. ej., tiempo de arranque garantizado a -30 °C, velocidad de calentamiento del aceite, requisito de corriente de arranque) y los accesorios de modernización correspondientes.
En las condiciones de licitación o contrato, especifique claramente las cláusulas de "idoneidad para zonas frías" y "garantía de arranque/operación a baja temperatura" para asegurar que los proveedores cumplan con los requisitos ambientales extremos.
4.2 Soporte de repuestos y consumibles
Mantenga un stock de aceite lubricante, aceite hidráulico, aceite para engranajes, grasa para baja temperatura, anticongelante, aditivos para combustible, elementos filtrantes, sellos y otros consumibles aptos para bajas temperaturas.
Se debe tener un stock de repuestos clave, como baterías, motores de arranque, filtros de combustible, bombas de combustible, bloques de válvulas, mangueras y elementos calefactores, para mitigar el aumento de la tasa de fallos en entornos de baja temperatura.
Adquiera versiones de baja temperatura o repuestos adecuados para evitar la degradación del rendimiento de las piezas comunes en entornos de frío extremo.
La vida útil de las piezas vulnerables debe diseñarse con un factor de descuento, considerando la posible reducción de la vida útil en condiciones de baja temperatura.
4.3 Sistemas Operativos y Mecanismos de Evaluación
Desarrollar normas y procedimientos detallados para la operación invernal, incluyendo inspecciones previas al turno, preparativos para el arranque en frío, tiempo de calentamiento, frecuencia de inspección, protección contra paradas y sistemas de registro y análisis de fallas.
Implementar un sistema de capacitación y certificación en operaciones a baja temperatura para que los operadores y el personal de mantenimiento evalúen su conducción invernal, arranques y capacidad de mantenimiento.
Introducir sistemas de monitoreo del estado de los equipos (sensores de temperatura, sensores de temperatura del aceite lubricante, monitoreo de vibraciones, sistemas de alarma de fallas, etc.) para brindar una gestión de alerta temprana ante anomalías por baja temperatura.
En las evaluaciones de rendimiento o costos, establecer mecanismos de recompensa y penalización por tiempo de inactividad y costos de reparación causados por fallas por baja temperatura para alentar a todas las partes a priorizar la protección contra bajas temperaturas.
4.4 Presupuesto y Control de Costos
Incluir costos de adaptación a baja temperatura (como calentadores, cubiertas aislantes, modificaciones del sistema de precalentamiento y primas por lubricantes de baja temperatura) en el presupuesto de adquisiciones.
Analice las tasas de fallas, los costos de reparación y las pérdidas por tiempo de inactividad en condiciones de baja temperatura e incorpórelos en la evaluación del costo total de propiedad (TCO) del equipo.
Durante climas extremadamente fríos, considere implementar unidades de respaldo u organizar despliegues alternativos para garantizar la ininterrumpida de los procesos críticos.
Para proyectos a largo plazo, considere invertir en instalaciones de hardware como aislamiento centralizado, talleres de mantenimiento interiores y estacionamientos precalentados para reducir las pérdidas causadas por las diferencias de temperatura.
A continuación, se presenta un resumen ampliado de las decisiones de adquisición de vehículos de construcción para referencia de los compradores:
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Nivel de configuración |
Básico |
Profesional |
modelo insignia |
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Sistema de precalentamiento |
Precalentamiento del aire de admisión |
Circuito de aceite + circuito de agua precalentamiento dual |
Control inteligente de temperatura y precalentamiento completo del vehículo. |
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Soluciones de batería |
Plomo-ácido ordinario |
Batería AGM |
Batería de litio + supercondensador |
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Configuración de neumáticos |
Patrón antideslizante ordinario |
Neumáticos de nieve autocalentables |
Pistas ajustables por presión de aire |
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Diferencia de costos |
+0% |
+35% |
+80% |
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Escenarios aplicables |
Trabajo intermitente |
8 horas de funcionamiento continuo |
Operaciones polares las 24 horas |
En condiciones invernales extremadamente frías, la puesta en marcha, la operación y el mantenimiento de la maquinaria de construcción enfrentan serios desafíos. Solo mediante un enfoque integral en el precalentamiento de puesta en marcha, el control de la lubricación, la adaptación ambiental, la inspección y el monitoreo, el soporte del sistema y la estrategia de repuestos, podemos garantizar la estabilidad y confiabilidad del equipo, minimizar el tiempo de inactividad y prolongar su vida útil.
Para los operadores, los procedimientos estandarizados de arranque y mantenimiento a baja temperatura sirven como guía para garantizar la operación segura de los equipos.
Para los gerentes de mantenimiento, las inspecciones meticulosas, la respuesta rápida y el monitoreo de la temperatura son clave para prevenir posibles problemas.
Para la gestión de compras, el soporte y la garantía son esenciales en la selección de equipos, la adquisición de repuestos, el diseño de sistemas y el control de costos.
Si tiene alguna pregunta sobre el arranque y la operación de vehículos de construcción en condiciones invernales extremas, contáctenos. También ofrecemos servicios personalizados para vehículos de construcción.
Distrito de Yubei, Chongqing, China.
