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Los sistemas de control de máquinas son una buena manera de invertir en la productividad a largo plazo de una operación.

Las tecnologías avanzadas de construcción de precisión siguen proliferando en el mercado de la construcción actual, pero muchos empresarios siguen asociando estas soluciones a la preparación de sitios y proyectos de construcción de carreteras a gran escala. La verdad es que la tecnología del control de máquinas es una solución altamente escalable, y estos sistemas se han vuelto más accesibles que nunca para contratistas de todos los tamaños. De hecho, en muchos segmentos del mercado el control de la máquina es cada vez más necesario para mantener la competitividad.

¿Por qué ahora?
Los sistemas de control de máquinas son una buena manera de invertir en la productividad a largo plazo de una empresa, y cada vez más administradores de flotas y propietarios de equipos integran soluciones de construcción de precisión en sus flotas todos los días.

Esta tecnología ofrece una mayor previsibilidad y control de los costos de trabajo, mejora la productividad y reduce la cantidad de tareas repetidas necesarias en el sitio de trabajo. Con el tiempo, la utilización inteligente de los equipos a través del control de la máquina puede reducir el uso y desgaste de los componentes de la máquina y de las herramientas que entran en contacto con el suelo, rebajar los costos de mantenimiento y de consumo de combustible y extender la vida útil del equipo.

Muchas de las nuevas máquinas incorporan ahora de fábrica sistemas integrados que permiten a los empresarios empezar a usar fácilmente estas tecnologías avanzadas. CASE ha desarrollado recientemente una opción de control de máquinas universales para sus topadoras de la serie M de producción. Esta opción de sistema universal permite que todas las máquinas sean compatibles de fábrica con los principales proveedores de tecnología de construcción de precisión durante la vida útil de la máquina, sin necesidad de cambiar o alterar mazos de cables o puntos de montaje si se utiliza un proveedor diferente de precisión durante la segunda o tercera vida útil de la máquina.

La tecnología resulta cada vez más fácil de integrar, pero, como todo lo nuevo, puede resultar complicado decidir cómo y cuándo aprovechar sus ventajas. A continuación se incluye una descripción general de la tecnología en sí, así como un resumen de los sistemas disponibles.

Aspectos básicos
El control de la máquina se define simplemente como el uso de sensores integrados en la máquina o tecnología geoespacial, incluidos láseres y satélites de posicionamiento —como el Sistema satelital de navegación global (GNSS) o el Sistema de posicionamiento global (GPS)— para señalar o controlar automáticamente las funciones de la máquina con el fin de conseguir de forma más eficaz los objetivos de producción. Esta tecnología se puede dividir en dos categorías básicas: sistemas de orientación o de solo indicación, y sistemas automáticos.

Los sistemas de orientación o de solo indicación se diseñan para "indicar" los parámetros de funcionamiento a un operador, generalmente un sistema basado en láser que emite un pitido o parpadea cuando un parámetro de excavación predeterminado o de nivelación se ha cumplido o superado. Los sistemas automáticos son un poco más avanzados por naturaleza: requieren menos intervención o control manual por parte del operador y están diseñados para controlar las funciones de la hoja y el cucharón, lo que evita físicamente que el operador supere los parámetros establecidos en el sitio de trabajo.

Los empresarios tienen a su disposición varias formas de integrar los sistemas de control de máquinas a sus flotas de equipos. Kits de actualización o posventa que se puede agregar a equipos nuevos o usados, kits integrados de fábrica y kits listos para OEM que se incorporan de fábrica y permiten a los empresarios adoptar tecnologías de control de máquinas o nivelación de cualquier proveedor, como la solución de control de máquinas universal de CASE para topadoras.

Sistemas 1D, 2D y 3D, ¿cuál es mejor para usted?
Los contratistas deben tener en cuenta varias cuestiones clave a la hora de determinar la solución correcta de control de máquinas para su empresa. Los empresarios deben considerar las condiciones actuales del sitio, la exactitud requerida del trabajo de acabado, así como cualquier posible problema asociado con la aplicación (pendientes complejas, etc.). También tendrán que tener presente las prioridades presupuestarias, además del tamaño de la flota existente. Por último, los empresarios deberán tener en cuenta sus planes futuros de crecimiento a la hora de determinar el nivel de inversión disponible para soluciones de construcción de precisión.

En términos sencillos, los sistemas 1D están diseñados para regular un solo nivel de plano y pendiente. Los sistemas 2D regulan el nivel y la pendiente con muchas variaciones necesarias en el sitio de trabajo. Los sistemas disponibles más avanzados y con más capacidad son las soluciones 3D que regulan el nivel y la pendiente en función de la posición de la máquina en todo el sitio de trabajo, sobre la base de la posición GNSS de la máquina, sensores guiados por láser o estaciones totales y la topografía cambiante del mapa o del sitio de trabajo.

Sistemas 1D son un punto de entrada ideal para contratistas interesados en observar los beneficios inmediatos asociados a los sistemas de control de máquinas con el menor costo inicial. Diseñados para guiar trabajos básicos de excavación y nivelación a través de funciones de solo indicación y sencillos controles automáticos de pendiente y nivel con parámetros manuales ajustados por el operador en función de las necesidades del sitio trabajo, los sistemas 1D son ideales para excavar cimentaciones, determinadas obras públicas y nivelación de terrenos irregulares.

Un ejemplo de un sistema 1D es SiteControl CoPilot de CASE, una solución sencilla que consta de una unidad de medición inercial (IMU), un mazo de cables y pantalla integrada en la cabina. Este asequible e intuitivo sistema permite a los operadores establecer una pendiente o nivelación de referencia deseada, que el sistema mantiene automáticamente sin necesidad de láser, mástiles o GPS. Esta solución permite a los operadores, con independencia de su experiencia, crear y mantener fácilmente superficies, pendientes o niveles lisos a través de un área de trabajo, y puede ayudar a eliminar la necesidad de realizar pasadas adicionales y repetir tareas, lo que reducirá el consumo de combustible y los costos de mano de obra, así como los intervalos de mantenimiento de la máquina.

Los sistemas 2D permiten que una máquina y sus accesorios funcionen en dos dimensiones diferentes, en plano y en pendiente. Estos sistemas pueden ser de tipo solo indicación o automáticos, y son ideales para construcciones generales y residenciales, trabajos de drenaje u otros proyectos de excavación comercial más complejos. Los sistemas de nivelación 2D están diseñados para regular la elevación y la pendiente transversal con ayuda de láseres y puntos de referencia establecidos para el sitio de trabajo, y son ideales para proyectos de construcción comerciales y residenciales de tamaño medio y grande.

Los sistemas 3D son los más avanzados de los tres. Estos sistemas constan de una serie de sensores, mástiles de GNSS y receptores con la adición de una estación base para garantizar una buena precisión, o una estación total para obtener la máxima precisión in situ que sirve como punto de referencia cruzada para las ubicaciones en el suelo. Estos sistemas están diseñados para situar a la máquina de forma precisa en un plano tridimensional del lugar y ofrecer el mayor grado de precisión. Son ideales para infraestructuras de tamaño medio y grande, proyectos urbanísticos, áreas industriales y construcción de grandes carreteras. La precisión de la nivelación se puede ampliar fácilmente en función de la necesidad del sitio de trabajo dentro de umbrales tan grandes como una pelota de golf y tan pequeños como el diámetro de un lápiz.

Escalabilidad
Es importante saber que la mayoría de los sistemas 1D y 2D se pueden ampliar con facilidad a sistemas 3D, en función de las necesidades de crecimiento del contratista a lo largo del tiempo. Muchos de los sensores, láseres y otros componentes básicos de estos sistemas se integran en sistemas 3D, por lo que la actualización a un sistema más avanzado resulta, a menudo, más fácil y menos costosa cuando se presente el momento de realizarla.

Los propietarios de los equipos y los administradores de flotas deben considerar sus necesidades a largo plazo y analizar la escalabilidad de sus sistemas de orientación y control de la máquina. Varios fabricantes de equipos se han asociado con empresas de tecnología para ofrecer alguna forma de opción de control de la nivelación instalada desde fábrica. La especificación de las opciones de control de nivelación directamente de fábrica no solo ahorra tiempo y dinero a largo plazo (al eliminar el tiempo de inactividad futuro asociado a la instalación), sino que permite a los contratistas adoptarlas de forma más fácil y asequible que nunca. CASE introdujo el sistema de control de máquinas universal por este motivo, entre muchos otros. Esta opción permite a los concesionarios y clientes incluir los mazos de cables y puntos de montaje por un pequeño precio frente al pedido de todo el sistema, de forma que la máquina esté preparada para la instalación de soluciones sin grandes trabajos de reacondicionamiento cuando el propietario esté listo para utilizar sistemas de control de máquinas.

Además de eliminar varias de las barreras de entrada anteriores para los contratistas, estas asociaciones entre los fabricantes de equipos y las empresas de tecnología ofrecen una configuración avanzada del sistema, la calibración y la capacitación por medio de sus redes de concesionarios, lo que ayuda a garantizar que los contratistas obtengan el máximo provecho de su inversión.

Un ejemplo de estas asociaciones es la de CASE Construction Equipment y Leica Geosystems anunciada como una iniciativa estratégica en 2014 para desarrollar y proporcionar tecnologías de control de nivelación de máquina, tanto instaladas en fábrica como de posventa, a través de la línea de CASE. Este acuerdo incluye un compromiso de desarrollo de productos compartidos, que permite la plena integración de las soluciones de montaje de Leica Geosystems en fábrica y la instalación profesional en concesionario de kits finales en el equipo de CASE. Asimismo, expande el acceso y el soporte de las tecnologías de control de la máquina a través de un número creciente de concesionarios de soluciones de precisión de CASE.

Las tecnologías de control de máquina son cada vez más fáciles de utilizar e integrar en flotas de todos los tamaños, lo que ofrece posibilidades para una mayor productividad y un incremento del ROI. Los costos de sistemas 2D y 3D más avanzados ya no deben considerarse como una barrera de entrada. Dueños y operadores de los sitios de trabajo desde granjas hasta municipios y proyectos de gran infraestructura utilizan ya estos sistemas y observan beneficios en términos de costos de propiedad y funcionamiento, además de ayudar a formar a la nueva generación de operadores, sin sacrificar la eficiencia del sitio de trabajo en nombre de la capacitación.

Mientras algunos todavía piensan que se trata de una tecnología apta solamente para proyectos a gran escala, la verdad es que el control de máquinas es una tecnología de transformación para equipos de todos los tamaños que puede ayudar a los contratistas, los administradores de flotas y los propietarios de los equipos a abordar su próxima obra con mayor eficiencia y rentabilidad que nunca.

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