Benchmark de RTG eléctricos con swap de baterías: TCO, disponibilidad real, infraestructura necesaria y riesgos operativos frente a cable reel y diésel-híbrido.
La electrificación de grúas RTG (Rubber-Tired Gantry) avanza en terminales que buscan reducir emisiones y ruido sin sacrificar productividad. Este benchmark revisa el TCO (costo total de propiedad) y la disponibilidad real de las soluciones con baterías de intercambio, comparándolas con alternativas como cable reel/busbar y diésel-híbrido. ¿Dónde convienen y qué condiciones deben darse para capturar valor?
Por qué electrificar: productividad, ESG y licencia social
En terminales contenedorizados, la grúa RTG es un “cuello” natural: cada minuto de operación se traduce en patios más fluidos, menos re-manipulaciones y mejor giro de camiones. La presión regulatoria y los objetivos ESG empujan a reemplazar grupos diésel por soluciones de cero o bajas emisiones. Sin embargo, el requisito no es solo “verde”: la grúa debe mantener o mejorar la productividad, con ciclos de izaje y traslación comparables al diésel y con una ventana de mantenimiento que no golpee la ventana de buques. De allí la relevancia del análisis conjunto de energía, disponibilidad y logística de carga.
Opciones tecnológicas consideradas en el benchmark
La electrificación de RTG adopta tres enfoques dominantes. Primero, las RTG e-grid (conexión mediante cable reel o busbar) que suministran energía continua desde la red, a cambio de obras civiles y gestión de “umbilicales”. Segundo, el esquema diésel-híbrido, que incorpora baterías de menor capacidad para suavizar picos y reducir consumo, sin infra de conexión. Tercero, las RTG 100% eléctricas con baterías intercambiables, donde módulos estandarizados se acoplan/desacoplan en estaciones de intercambio, minimizando el tiempo fuera de servicio y evitando cables en el patio. Esta última es la alternativa que analizamos en profundidad por su promesa de cero emisiones locales con flexibilidad operativa.
Arquitectura de baterías de intercambio: diseño y operación diaria
Las soluciones con baterías de intercambio agrupan celdas en packs modulares que se deslizan en “bays” de la grúa o en carritos acoplados. El intercambio se realiza en una estación dedicada, donde un equipo (RTG, tractor o spreader auxiliar) retira el pack agotado y monta uno cargado. El objetivo es que el “pit stop” sea mecánicamente simple, repetible y seguro, con protocolos de bloqueo/etiquetado y diagnóstico del state of health (SoH) antes de la entrega.
TCO: cómo se compone y qué pesa más
El TCO agrupa el CAPEX de conversión o adquisición, la infraestructura (estaciones, cargadores, posible refuerzo eléctrico), los OPEX de energía, mantenimiento y neumáticos, y, en el caso de baterías, la reposición por degradación. El costo de oportunidad por indisponibilidad también debe valorarse: una hora fuera de servicio en ventana crítica puede tener un costo real mayor que el diferencial de energía. En RTG de baterías, dos “drivers” suelen dominar: ciclo de vida de los packs (química, C-rate, profundidad de descarga y temperatura) y logística de intercambio (tiempo real del swap, dotación, congestión y layout del patio).
Disponibilidad real: más que un número de catálogo
La disponibilidad no es estática: depende del mix de tareas (stacking vs. travel), la densidad del patio, el perfil térmico y el plan de mantenimiento. Con baterías de intercambio, la ecuación clave es reducir al mínimo el “tiempo de swap” y asegurar que siempre haya packs listos en la estación. Los programas de mantenimiento predictivo (vibración, temperatura, registros de corriente) y un buffer razonable de módulos cargados son palancas para mantener la curva de disponibilidad en línea con el diésel y con las e-grid.
Infraestructura y layout: la mitad del éxito
La decisión no es solo tecnológica: el layout del patio, las rutas de las RTG y la ubicación de la estación determinan la eficiencia. Una estación mal situada obliga a recorridos sin producción. Es recomendable simular itinerarios con datos reales de travesías, izajes y ventanas de buque, junto con restricciones de seguridad y tráfico de camiones. En terminales multipatio, conviene evaluar dos estaciones o una estación central con accesos preferentes según turnos.
Comparativa cualitativa por criterio (benchmark)
| Criterio | Batería de intercambio | Cable reel / Busbar | Diésel-híbrido |
|---|---|---|---|
| Productividad (picos de izaje) | Alta si el swap es ágil y hay stock de packs | Alta y estable (suministro continuo) | Alta; mejora vs diésel puro por suavizado de picos |
| Capex infra | Estación + cargadores; obras moderadas | Obras civiles y canalizaciones relevantes | Bajo; sin grandes obras |
| Opex energía | Eléctrico; depende del mix tarifario | Eléctrico; competitivo y estable | Menor que diésel puro, pero sensible al combustible |
| Mantenimiento | Gestión de packs y sistema BMS | Bajo en la RTG; traslada complejidad a la red | Menor que diésel puro; doble sistema |
| Flexibilidad de patio | Alta; sin cable en recorrido | Limitada al radio del cable/busbar | Alta |
| Riesgo operativo | Swap y manejo seguro de packs | Gestión de cable y anclajes | Dependencia del motor y control híbrido |
Gestión térmica, seguridad y fin de vida
La química de las celdas, la estrategia de carga y la ventilación de la estación son esenciales para la seguridad. Protocolos de pre-charge, límites de C-rate y control térmico reducen degradación y riesgos. El fin de vida (2nd-life/reciclaje) debe estar previsto en el contrato, incluyendo auditoría de trazabilidad y recuperación de materiales críticos.
Hoja de ruta para decidir (y no fallar en la implementación)
- Medir la línea base: perfiles de izaje, travel, horas y consumo de RTG actuales.
- Simular escenarios: demanda por ventana de buque, colas de camiones y uso de carriles.
- Dimensionar packs y estación: stock mínimo de baterías listas + tiempos de swap objetivo.
- Plan de mantenimiento: predictivo en grúa y estación, con alertas de BMS.
- Capacitación y seguridad: bloqueo/etiquetado, procedimientos anti-arco, respuesta ante incidentes.
- Gobernanza del TCO: contratos que asignen riesgos de disponibilidad y performance.
¿Cuándo conviene el modelo de intercambio?
Es más atractivo cuando el terminal busca cero emisiones locales y alta flexibilidad de recorrido, sin obras intensivas de canalización, y donde la ventana operativa permite planificar swaps sin afectar el flujo. En patios muy concentrados, con muelles cercanos y patrones estables, las e-grid pueden ser competitivas por su simplicidad energética continua. El diésel-híbrido es una transición válida cuando hay restricciones de CAPEX o de red, a costa de mantener parte del combustible fósil.
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Fuentes técnicas consultadas
- Fichas técnicas y manuales de operación de RTG eléctricas y sistemas de baterías (especificaciones de arquitectura y BMS).
- Documentación comparativa de esquemas e-grid (cable reel / busbar) para RTG en terminales contenedorizados.
- Guías de seguridad, mantenimiento y fin de vida de baterías industriales de uso portuario.
- Estudios de TCO en grúas móviles y equipos de patio para puertos de contenedores.
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