Volta Via estudia la electrificación de las obras de construcción vial

El proyecto de investigación Volta Via ha analizado cómo se puede electrificar a los grandes sitios de construcción en la construcción vial y qué infraestructura energética se necesita. Ya existen modelos electrificados para hasta el 86 por ciento de las categorías de maquinaria consideradas.

Se calculó una demanda de recarga de 378 kW para las fases intensivas de construcción.

Foto: Volta Via

El proyecto fue llevado a cabo por Zeppelin Rental en colaboración con el Jefe de Ingeniería de Producción de Componentes para la Movilidad Eléctrica (PEM) en la RWTH Aachen. Entre los participantes se encontraban, entre otros, Autobahn GmbH, el Instituto Federal de Investigación Vial (BASt), la austriaca ASFINAG y la Oficina Federal de Carreteras suiza (ASTRA).

El estudio analizó, entre otros aspectos, las principales renovaciones y reparaciones de superficies en carreteras asfaltadas y de concreto. Para los años 2027, 2040 y 2050, los socios del proyecto desarrollaron escenarios de referencia para las necesidades en maquinaria, el suministro de energía e infraestructura de carga. Según el informe final, estos deben adaptarse a los métodos de construcción, las configuraciones de maquinaria, el tiempo de ejecución y las condiciones locales.

Los resultados muestran que los modelos eléctricos ya están disponibles comercialmente para hasta el 86 por ciento de las clases de maquinaria requeridas. Sin embargo, esto no implica una equivalencia técnica total con las máquinas diésel. Siguen existiendo limitaciones, especialmente en cuanto a la potencia continua, la duración de funcionamiento, los requisitos de carga y la flexibilidad en su uso. Los autores identifican brechas en el suministro principalmente en los alimentadores y las pavimentadoras de tipo slipform.

El suministro de energía se convierte en el factor crítico

Un cálculo de modelo para la electrificación de las renovaciones de autopistas ilustra la posible demanda adicional de electricidad. Suponiendo una tasa de renovación del cuatro por ciento, Alemania necesitaría aproximadamente 34,7 GWh adicionales de electricidad al año, lo que equivale a unos 0,0066 por ciento del consumo total de electricidad del país. Para toda la región D-A-CH, Volta Via calcula alrededor de 44 GWh anualmente.

No obstante, según el informe, la disponibilidad local de la energía necesaria es más crítica que el volumen total de energía. En la fase de construcción con mayor consumo energético del escenario de referencia, se genera una demanda de potencia para recargar de 378 kW. Es necesario tener en cuenta factores como las conexiones a la red, los horarios de carga, los sistemas de almacenamiento, la gestión de la carga y los posibles procesos de carga simultáneos.

No todos los vehículos necesitarían cargar directamente en el sitio de construcción. Según el estudio, los camiones volquete autorizados para circular por carretera, los camiones articulados, las mezcladoras de concreto y otros vehículos de transporte de materiales también podrían utilizar patios operativos, plantas de producción y logística o puntos de carga públicos para camiones.

Para las máquinas destinadas a los sitios de construcción, son necesarias otras soluciones de suministro. En proyectos a gran escala que duran varios años, una conexión de media tensión específica para el proyecto podría ser una opción. Para obras más cortas o móviles en términos espaciales, el informe propone sistemas de suministro temporales y móviles. Las máquinas conectadas por cable también podrían ser prácticas para aplicaciones fijas. Esto podría eliminar parcialmente la necesidad de grandes sistemas de almacenamiento de baterías en las máquinas, siempre que haya una conexión eléctrica lo suficientemente potente disponible.

Ejemplo de cómo este enfoque puede funcionar en la práctica lo demostró Strabag en el verano de 2026 en Oberhausen. Durante la conversión de una planta de tratamiento de suelos, se emplearon once máquinas de construcción completamente eléctricas, entre ellas una excavadora de 25 toneladas, una cargadora de ruedas, una grúa móvil y un pavimentador de carreteras. Se utilizó un sistema móvil de almacenamiento de baterías con 153 kWh para alimentar las máquinas y absorber las cargas pico. Sin embargo, la obra no era completamente eléctrica: para aplicaciones que no podían electrificarse y para el transporte logístico, Strabag también utilizó HVO100.

Los costos operativos podrían disminuir

Volta Via también analizó los costos operativos de los diferentes escenarios. Suponiendo que se utilice de manera constante la maquinaria electrificada disponible, los costos operativos podrían reducirse en algo más de la mitad para 2027 en comparación con el método convencional. Para 2050, el modelo proyecta una reducción hasta en un octavo de los niveles actuales.

No obstante, el cálculo no tiene en cuenta los costos de adquisición de la maquinaria. También asume un precio constante de la electricidad industrial en los niveles de 2025. Según el informe, la relación costo-eficacia de la maquinaria de construcción eléctrica depende de factores como el grado de utilización, las horas de operación, los precios de la energía, los costos de infraestructura, los valores residuales y los posibles impactos en la productividad y el tiempo de construcción.

Las cifras de emisiones también representan potenciales estimados. Bajo las condiciones óptimas asumidas, Volta Via calcula una reducción de aproximadamente el 80 por ciento en las emisiones de gases de efecto invernadero para el año 2027 en comparación con el caso de referencia convencional. Para el año 2050, el potencial de reducción aumenta a alrededor del 97 por ciento. Los valores reales dependen, entre otros factores, de la fuente de electricidad, la disponibilidad de maquinaria y las características específicas del lugar de construcción.

El proyecto también se centró en la forma en que se adjudican los contratos públicos de construcción. Con este fin, se utilizó un índice de electrificación que tiene en cuenta la tecnología de accionamiento, el número de máquinas y su importancia en el proceso de construcción. Esto tiene como objetivo evitar que una gran cantidad de dispositivos eléctricos pequeños mejoren desproporcionadamente los resultados, mientras que las etapas centrales del proceso siguen realizándose de forma convencional.

El índice se incluye como criterio adicional y no como criterio de exclusión. Los licitantes que no cuenten con una flota de maquinaria completamente electrificada no deberían ser excluidos por completo, pero las maquinarias de bajas emisiones y los conceptos de suministro deberían recibir una ventaja en la evaluación. A medida que aumente la disponibilidad en el mercado, posteriormente se podría otorgar mayor importancia al índice o establecer valores mínimos para él.

Volta Via fue financiado como parte de la cooperación D-A-CH en investigación sobre infraestructuras viales 2024. Los patrocinadores son el Ministerio Federal Alemán de Transporte, el Ministerio Federal Austriaco de Innovación, Movilidad e Infraestructura y la Oficina Federal Suiza de Carreteras.