GreenMot: desarrollo de sistemas a medida para ensayos de motores

Cuando GreenMot inició sus actividades en octubre de 2010, no eligió ni un mercado “cómodo” ni un camino fácil. En el mercado de los ensayos de motores hay un gran número de actores y líderes bien consolidados. Además, en aquel momento este mercado había vivido varias crisis, sobre todo dentro del sector del automóvil. Y GreenMot tampoco buscó la vía más sencilla para entrar en este mercado, ya que decidió empezar desde cero, en lugar de adquirir alguna otra empresa ya existente. Por tanto, tuvo que desarrollar por completo su cartera de clientes. Afortunadamente, su fundador y presidente Stéphane Londos contaba con una dilatada experiencia y eligió un enfoque que permitió a la joven empresa hacerse un hueco rápidamente.

Se concentró en los ensayos de precisión. Y si para un ensayo en concreto hacía falta un sensor que no existía comercialmente, GreenMot desarrollaba un sensor a medida, con el fin de adaptarlo a la estructura objeto del ensayo, y no al revés. Así es como GreenMot empezó a utilizar un sensor integrado in situ en el motor, para medir el par durante los ensayos. Este sensor se desarrolló con vistas a adaptarlo específicamente a las tensiones mecánicas y ambientales del motor de interés. HBM desempeñó un papel protagonista en esta estrategia. HBM ha sido socio de GreenMot desde sus comienzos y le suministra cadenas completas de instrumentación para la mayoría de sus aplicaciones. Entre las dos empresas se ha forjado una relación muy sólida: GreenMot se diferencia de sus competidores y HBM consolida su know how en el campo de los motores y lo aplica al desarrollo de sus productos de catálogo.

Problema

GreenMot arrancó en 2010 como una nueva empresa dirigida al sector de ensayos de motores. Se trata de un mercado con numerosos competidores, líderes bien establecidos y que —en aquel momento— había atravesado varias crisis. GreenMot no había adquirido otra empresa ya existente, así que tuvo que construir desde cero su cartera de clientes.

Solución

GreenMot se concentró en los ensayos de precisión. Si para medir el par del motor de interés hacía falta un sensor que no existía comercialmente, lo desarrollaba a medida, con el fin de adaptarlo a la estructura objeto del ensayo, y no al revés. HBM ha sido socio de GreenMot desde sus comienzos y le ha suministrado cadenas completas de instrumentación para la mayoría de sus aplicaciones.

Resultado

GreenMot presta especial atención a la precisión y la reproducibilidad, y ayuda a sus clientes a mejorar las prestaciones de sus productos. En ocasiones, la mejora es marginal, pero incluso eso es esencial en un entorno extraordinariamente competitivo. Esta estrategia ha permitido a GreenMot crecer con rapidez.

Todos los ensayos imaginables

Esta estrategia ha permitido a GreenMot crecer con rapidez y, a día de hoy, ocho años después de su creación, emplea a 37 técnicos e ingenieros. En estos años, la empresa ha ampliado gradualmente su ámbito geográfico. En la actualidad, incluso es un exportador, en especial con destino a Alemania, Italia, Austria y Suiza (y, de forma indirecta, a prácticamente cualquier otro lugar del mundo). Debido a las limitaciones de espacio de sus locales iniciales, a finales de 2014 la empresa se mudó a unas nuevas instalaciones de 3500 m2 en la localidad de Villefranche-sur-Saône, a media hora de Lyon. Esta ubicación geográfica también es un rasgo diferencial de GreenMot con respecto a su competencia, que se concentra en su mayoría en la región de París.

La misión de la empresa no ha variado desde sus inicios: realizar ensayos de sistemas de propulsión (térmicos y eléctricos) y sistemas de energía, en especial en los campos de automoción, vehículos pesados de transporte de mercancías, ferrocarriles y equipos industriales (sistemas de refrigeración, generación eléctrica, etc.). Esta estrategia ha demostrado su éxito a lo largo de los años con la ampliación del ámbito —y los rangos de potencia— de los equipos que se analizan. Por ello, GreenMot ha adquirido un banco de ensayos de alta potencia para aplicaciones que van más allá del segmento de turismos (vehículos militares, autobuses, vehículos pesados de transporte, equipos agrícolas, maquinaria de construcción, etc.).

En palabras de Sébastien Ferragne, ingeniero especializado en ingeniería de pruebas, sensores, instrumentación y metodología:

“Esta instalación de ensayos es única en Europa, ya que combina equipos de ensayos climáticos (desde -46 °C a +55 °C) y de ensayos mecánicos de alta potencia (superior a 600 kW)”

La base estratégica de la empresa se ha mantenido inalterada en estos años. Por ello, en la actualidad coexisten dos líneas de actividad bien diferenciadas: por un lado, la realización de ensayos a partir de las especificaciones de los clientes y, por otro, la construcción de equipos de ensayos. Dentro del segmento de ensayos, GreenMot ofrece pruebas “llave en mano”. Un proyecto de este tipo empieza con la especificación de los sensores. A continuación se elabora un plan de ensayos y postratamiento de acuerdo con las necesidades del cliente, se lleva a cabo la instrumentación, se efectúan las pruebas y se analizan los datos. La tipología de los ensayos varía enormemente. Pueden durar desde un día hasta varios meses, y van desde la validación del acondicionamiento o el ajuste de los sistemas de emisiones hasta el análisis completo de un vehículo con respecto a una cota de referencia, por encargo de diseñadores o fabricantes. Por lo general, los ensayos se llevan a cabo en las instalaciones de GreenMot, aunque en algunos casos se realizan a domicilio en las del cliente”.

El segundo segmento de actividad es el desarrollo —y suministro— de máquinas de ensayo, con el que GreenMot capitaliza su experiencia en realización de ensayos. Se trata de máquinas especialmente desarrolladas conforme a las especificaciones de los clientes y se dirigen al campo de la I+D. El denominador común de estas dos actividades es, por supuesto, la medición. Sin embargo, la convergencia va mucho más allá, como explica Sébastien Ferragne: “Hay sinergias muy importantes entre nuestros dos segmentos de actividad. Efectuar ensayos nos ayuda a diseñar nuevos equipos de pruebas y, al mismo tiempo, el desarrollo de máquinas de ensayos nos ayuda a llevar a cabo los ensayos en sí. Estas sinergias nos aportan un enorme dinamismo y nos permiten aportar valor añadido, en comparación con otros competidores, mucho más grandes, que no tienen esta doble actividad de hacer ensayos y fabricar máquinas de ensayos”.

Investigación orientada a la precisión

La mayoría de los clientes de GreenMot se desenvuelven en entornos altamente competitivos. Cuando se plantean elevar el rendimiento de sus productos, las mejoras son marginales, pero no por ello menos esenciales. GreenMot les acompaña en este esfuerzo.

Según explica Sébastien Ferragne: 

“Nuestra especialidad son los ensayos de precisión y uno de nuestros puntos fuertes es precisamente la reproducibilidad de los ensayos. Por ejemplo, cuando medimos el consumo podemos conseguir una exactitud de medida del 0,1%, lo cual nos sitúa por delante de nuestra competencia y nos permite distinguir entre distintos fenómenos con muy pequeñas amplitudes. A partir de ahí, podemos redefinir los ensayos o plantear nuevos tipos de ensayos con los cuales investigar áreas de mejora potenciales”.

Para ello, GreenMot ha desarrollado un conductor robotizado.

Este robot incluye, aparte del control y el mando, todos los equipos de medición esenciales para distintos tipos de ensayos. El método clásico de medida del par generado por un vehículo consiste en utilizar dinamómetros de rodillos. Las ruedas del vehículo mueven los rodillos y se obtiene una medida de par. Sin embargo, se trata de un método indirecto, con elementos intermedios que afectan a la precisión y a la reproducibilidad. Con el fin de mejorar la precisión de medida, GreenMot mide el par directamente en las ruedas empleando transductores de par de HBM. Y, para ir aún más allá, GreenMot también propone el uso de transductores de par específicos que se montan directamente en el eje de salida del motor del vehículo. GreenMot necesita sensores susceptibles de integrarse en este tipo de entornos. Por eso, utiliza transductores de par personalizados que desarrolla en colaboración con HBM, con el objetivo de resolver los problemas impuestos por las tensiones mecánicas (dimensionales y ambientales). HBM fue la mejor opción desde el principio, por su capacidad para obtener medidas de precisión y desarrollar sensores especiales. De hecho, a GreenMot le sorprendió el gran interés que mostró HBM, sobre todo teniendo en cuenta que, en aquel momento, la colaboración suponía un volumen de negocio pequeño. Aquello generó inmediatamente un clima de confianza, que no ha dejado de fortalecerse después de trabajar estrechamente en numerosos proyectos.

A la hora de definir esos sensores, GreenMot capitaliza sus competencias en ingeniería mecánica, precisamente las mismas que aplica al diseño de sus bancos de ensayos. Se utilizan modelos CAD de los vehículos objeto de los ensayos. Estos modelos los suministra el fabricante o los crea un socio mediante digitalización de las piezas. Los sensores consisten en un cuerpo de medición en el que se montan galgas extensométricas de HBM y transmisor para los valores medidos. La metodología de desarrollo de estos transductores de par sigue el clásico modelo en V, con todos los pasos de definición del proyecto en el brazo descendente de la V y todos los pasos de producción y validación en el brazo ascendente. En el proceso de desarrollo se invierten entre 18 y 20 semanas. HBM aporta sus conocimientos en el campo de los sensores; en especial en lo que respecta al punto de instalación de las galgas extensométricas. Además, garantiza una correcta adherencia al cuerpo objeto del ensayo y al proceso asociado, imprescindible para obtener resultados de calidad. Las galgas extensométricas que se emplean son de tipo clásico, si bien estos codesarrollos con GreenMot exigen geometrías o compensaciones de temperatura específicas. La precisión que se obtiene es mejor que el 0,1% en el laboratorio y mejor que el 0,2% en entornos reales. La frecuencia de medida es de 1 kHz.

Una cooperación con mucho recorrido

Para la adquisición de datos en sí, GreenMot hace uso de los sistemas QuantumX estándar de HBM. Y, como la empresa está fuertemente implicada en el desarrollo de vehículos eléctricos, también dispone de sistemas de adquisición de datos Genesis HighSpeed de HBM, capaces de analizar tensiones y corrientes de alta frecuencia (controladas mediante modulación de duración de impulsos multinivel), generadas por los inversores de control de los motores eléctricos. GreenMot ha participado en el desarrollo del concepto de ensayos eDrive de HBM, un moderno sistema de medida diseñado para llevar a cabo ensayos en motores eléctricos e inversores de potencia.

¿Y el futuro? ¡Seguro que una cooperación en una dirección tan positiva tiene todavía mucho recorrido! Actualmente hay una serie de desarrollos en proceso, orientados a conseguir un importante pedido para la medición de potencia y par. Precisión, ahora y siempre...

Acerca de GreenMot

GreenMot es una joven empresa francesa ubicada en las proximidades de Lyon y especializada en pruebas de motores de combustión interna, sistemas de propulsión y sistemas de energía. Se dirige sobre todo a las industrias del automóvil, de vehículos pesados, ferroviaria y de bienes de equipo industriales (sistemas de refrigeración, de generación de energía, etc.).

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