Serie: Minería & Materiales • Parte 7
Mega Vans & Flywheels — Camiones como baterías rodantes
En nuestro mundo, los camiones no queman — almacenan energía. Cada “mega van” es un robot de carga de 200 toneladas con unas pocas megavatios-hora a bordo y un volante que absorbe picos de energía para el desayuno. Hacen que el transporte sea parte del sistema eléctrico, no una excepción a él.
La misión de hoy
Diseña el camión primero como un dispositivo de energía, y segundo como un vehículo.
Publica rutas pre-calculadas, tamaños de pack y potencia de cargador (no se necesita JS).
Demuestra que podemos extraer y construir super rápido con electrones silenciosos.
Por qué camiones como baterías (y por qué hacen que el sitio sea más rápido)
Movemos tierra en pulsos: carga, subida, descarga, descenso. Las baterías odian los pulsos; los volantes de inercia los aman. Así que cada camión hace dos trabajos: transportar masa y almacenar energía. El resultado es movimiento 24/7 con una microred más tranquila, menos hardware en picos, y una mina que suena como una biblioteca con gimnasio.
- Almacenamiento a bordo convierte cada parada en una oportunidad para nivelar la red.
- Volantes de inercia absorben picos (lanzamientos, descarga de elevadores), protegiendo baterías y cargadores.
- Regen cuesta abajo compensa la subida — los electrones bajan en el ascensor.
Especificaciones de la plataforma (producción en masa, personalizado donde importa)
Mega Van — línea base
- Carga útil: 200 t
- Masa en vacío: ~190 t (incluye pack)
- Velocidad máxima (sitio): 36 km/h (10 m/s)
- Subida: pendientes del 5–10% a 10 m/s (carriles de asistencia opcionales)
- Tracción: motores integrados en rueda, control vectorial
Módulos de energía
- Paquete principal: 3–5 MWh (clase LFP); masa del paquete ~21–36 t
- Potencia máxima (batería): 2–4 MW (tasa C gestionada)
- Módulo de volante: 30–50 kWh, 2–5 MW de ráfaga, ~1–2 t
- Regeneración: ~70% del potencial de bajada capturado
Lo que realmente hace el volante
Almacena potencia, no autonomía. Piénsalo como un amortiguador para electrones. ¿Arrancas desde el banco? El volante da 2–5 MW por segundos, las baterías respiran tranquilas a 0.5–1.0 C. ¿Descargas una carga de 200 toneladas? El volante absorbe el pico de regeneración y luego lo suministra lentamente al paquete.
Flujos de energía y paquetes (números que puedes manejar)
Energía por viaje (neto)
| Ruta | Energía / viaje | Notas |
|---|---|---|
| Corto y suave • 1 km con pendiente del 3% | ~37 kWh | La regeneración paga la mayor parte del descenso |
| Caso base • 2 km con pendiente del 5% | ~107 kWh | Dimensionaremos las pastillas según esto |
| Trayecto más largo • 3 km al 5% de pendiente | ~161 kWh | Pastillas más grandes o trolley |
| Más empinado • 2 km al 8% de pendiente | ~156 kWh | El volante brilla aquí |
Asume 200 t de carga útil, 190 t vacío, crucero a 10 m/s, 90% tren motriz, 70% regeneración en bajada.
Dimensionamiento del paquete por turno
3 viajes/hora. Profundidad de descarga planificada al 80% para larga vida.
| Ruta | Turno de 10 h | Turno de 12 h | Nota |
|---|---|---|---|
| Corto y suave | ~1.4 MWh | ~1.7 MWh | Paquete cómodo de 2 MWh |
| Caso base | ~4.0 MWh | ~4.8 MWh | Paquete de 4–5 MWh |
| Largo/empinado | ~6.0–6.3 MWh | ~7.2–7.5 MWh | Usar trolebús o más tiempo de carga |
Un paquete de 4 MWh a 0.32 MW promedio (caso base) dura ~12.5 h. Las bases manejan el resto; los volantes de inercia mantienen los picos controlados.
Rutas pre-calculadas
Potencia por camión y clasificación de la base (base: 3 viajes/h)
Carga solo durante paradas ~15 min/h (25% de uso). Eficiencia cargador+paquete ~90%.
| Ruta | kWh/h | Potencia de la base cuando está acoplada | Recomendar |
|---|---|---|---|
| Corto y suave | ~111 | ~0.5 MW | Una base por bahía |
| Caso base | ~321 | ~1.5 MW | Bases dobles en el vertedero |
| 3 km @ 5% | ~483 | ~2.2 MW | Plataformas + carril de trolley |
| 2 km @ 8% | ~468 | ~2.1 MW | Enfoque en plataformas + volante |
Potencia de la plataforma ≈ (kWh/h) / (0.25 × 0.90). Programamos para evitar que todos se conecten a la vez.
Energía de la flota (base)
20 camiones • 200 t • 3 viajes/h • 2 km @ 5% de pendiente.
| Métrica | Valor |
|---|---|
| Rendimiento | 288,000 t/día |
| Energía de transporte | ~155 MWh/día |
| Potencia promedio de la flota | ~6.4 MW |
| Sobre del sitio (con palas/bombas) | ~12–18 MW |
Los números coinciden con la Parte 1 para que la historia sea coherente.
Lo que te compra un carril de trolley (asistencia en subida)
Coloca una línea aérea de 2–3 MW en el segmento cuesta arriba. Suministra la subida directamente y carga las baterías al mismo tiempo.
| Caso | kWh netos/viaje | Potencia necesaria en la plataforma | Nota |
|---|---|---|---|
| Base (sin trolley) | ~107 | ~1.5 MW | Como arriba |
| Trolley cuesta arriba 2 MW | ~20–40 | ~0.3–0.6 MW | La regeneración cubre la mayor parte del descenso |
Porque la energía potencial cuesta arriba es ≈106 kWh/viaje a 2 km/5%, alimentar ese segmento elimina la mayor parte del consumo neto.
Opciones de carga y trolley (elige el Lego que prefieras)
Cargadores de plataforma de descarga
- 1.5–2.5 MW CC pantógrafo por bahía
- Acoplar mientras se descarga; ráfagas de 3–6 min
- Bus AC pesado + batería del sitio suaviza corriente ascendente
Carril de trolebús cuesta arriba
- 2–3 MW de sobrecarga en la subida
- Suministra cargas de subida + carga de goteo
- Reduce drásticamente el tamaño del paquete o la clasificación de la almohadilla
Paquetes de intercambio en caliente (opcional)
- Intercambio de 5–8 min en la estación de descarga
- Bueno para sitios remotos sin trolebús
- Requiere un pool de paquetes de repuesto (~10–20%)
¿Por qué no “simplemente baterías más grandes”?
Más allá de ~5 MWh por camión, el peso/espacio del paquete comienza a robar carga útil y capex. Es más limpio mantener los paquetes razonables y añadir energía en movimiento (trolebús) o almohadillas de alta potencia. Las baterías almacenan energía; los volantes almacenan potencia.
Orquestación de la flota (cómo el ballet se mantiene fluido)
Cerebro de relevo
- Programa ventanas de muelle para que la concurrencia de almohadillas se mantenga baja.
- Escalonar las subidas para aplanar el consumo de energía.
- Predice el desgaste de neumáticos y frenos a partir de la telemetría; sin sorpresas.
Reglas prácticas para microredes
- Almohadillas: 1 por cada 6–8 camiones (caso base), 2 por cada 10 para margen.
- Batería del sitio: tamaño para 1–2 horas de carga promedio de la flota.
- Sobredimensionamiento PV: 1.5–2.0× el promedio para cargar camiones durante el día.
Seguridad y vecinos (aburrido por diseño)
Seguridad eléctrica
- Pads interbloqueados; sin contactos vivos hasta estar completamente acoplados.
- Las celdas de fuego del pack están aisladas con cerámica; ventilación hacia afuera, no hacia las cabinas.
- Volante en tambor blindado; rodamientos a prueba de fallos; sensores de vacío.
Personas y paz
- Paneles acústicos en cargadores; flota <75 dBA en la cerca.
- Sin humos de diésel, sin NOx. El polvo se mantiene bajo con nebulizadores y carriles pavimentados.
- La iluminación es solo hacia abajo; los halcones aún visitan el lago futuro (Parte 1).
Tap‑to‑open Q&A
“¿Puede un camión alimentar a otro?”
Sí, lentamente. V2V a través del enlace DC a tasas seguras para el balance. Mayormente dejamos que los camiones alimenten el sitio — del pad a la batería — y el sitio alimenta el resto. Menos cables en la carretera, más sonrisas.
“¿Qué se rompe primero?”
Neumáticos, siempre neumáticos. Pero la regeneración + control vectorial reducen el desgaste de frenos a niveles cómicos, y la autonomía previene heroísmos con baches. Los packs ciclan suavemente gracias a los volantes; la vida útil parece un libro largo y tranquilo.
“¿Vale la pena el trolley?”
Si tu segmento cuesta arriba es largo o empinado, absolutamente. Borra ~100 kWh/viaje a 2 km/5% y reduce la potencia del pad en ~2–5×. De lo contrario, los pads solos son excelentes para pozos compactos.
“¿Podríamos operar 24/7 sin detenernos?”
Prácticamente sí: acoplamiento mientras se descarga + paradas micro ocasionales. Con trolley, los packs llegan a los vertederos más cargados de lo que salieron. El ballet no pierde el ritmo.
A continuación: Transporte y Flujos — Local vs Global (Parte 8). ¿Transportamos átomos o transportamos formas terminadas? Mapearemos las arterias del mundo.