Franco Jorquera, graduado del doctorado de Ingeniería Electrónica, investiga la estimación de potencia de vehículos eléctricos articulados, conocidos como sistemas N-Trailer, abriendo nuevas oportunidades para la logística y operación en terrenos desafiantes.
Transportar más carga en contextos agrícolas para lograr así una mayor eficiencia en la logística, además de planificar rutas autónomas de los vehículos usando criterios energéticos, son algunas de las contribuciones que entregará a la agricultura la investigación desarrollada por Franco Jorquera, graduado del doctorado en Ingeniería Electrónica de la Universidad Técnica Federico Santa María (USM) y quien se desempeña también en el Centro Avanzado de Ingeniería Eléctrica y Electrónica (AC3E).
El proyecto aborda la complejidad del modelamiento dinámico y la estimación de potencia de vehículos eléctricos articulados, conocidos como sistemas N-Trailer, los cuales se asemejan a un tren de carga, ya que un tractor eléctrico arrastra, en este caso por electricidad, múltiples remolques o trailers de forma pasiva, diferenciándose de los sistemas ferroviarios controlados por cuanto deben movilizarse sobre terrenos irregulares y desafiantes.
Según explicó Jorquera, el trabajo de investigación se focalizó en resolver una de las complejidades mayores de estos sistemas articulados que es la estimación del consumo de potencia instantánea del vehículo eléctrico en condiciones “fuera de carretera” (off-road), “un escenario donde la interacción entre las ruedas y el suelo genera un consumo energético adicional y difícil de predecir”.
El investigador utilizó en el estudio el vehículo Husky A200, una plataforma robótica de origen canadiense que le permitió abordar el problema de forma integral, incluyendo la dinámica del vehículo y los factores del terreno. “Usualmente, el análisis de potencia de vehículos en carretera se hace en una sola dimensión, de forma longitudinal. El grado de novedad de este trabajo es que lo llevamos a un nivel planar, analizando la navegación en una superficie y estimando la potencia a la vez. Esto nos permite conectar el mundo de la dinámica vehicular con la interacción terramecánica y la estimación de potencia”, comentó Franco Jorquera.
Hacia la autonomía
Para lograr la autonomía, la plataforma robótica fue equipada con una serie de sensores de alta tecnología que permiten al sistema percibir y mapear su entorno y su propio movimiento. Todo este instrumental se interconecta a través de ROS (Robot Operating System), que facilita la comunicación entre los sensores y el computador a bordo, permitiendo al investigador desarrollar las rutinas de control y modelamiento.
El núcleo de la investigación es un modelo físico-matemático que logra estimar el consumo energético, tomando en cuenta factores como la geometría del terreno, la aceleración del vehículo y las fuerzas de arrastre. Además, la investigación incorpora el estudio de los frenos regenerativos, que permiten la recuperación de energía eléctrica cuando el vehículo frena o desciende una pendiente.
Aportes y desafíos
De esta forma, uno de los principales aportes de este trabajo, es que saca el estudio de los sistemas articulados del contexto de calle o carretera para llevarlo a terrenos más irregulares y desafiantes, como suelos arcillosos en agricultura o, incluso, faenas mineras.
Así, el N-Trailer, una vez optimizado y validado en campo, ofrecerá una significativa eficiencia logística y energética al permitir el transporte de mayor carga con un único vehículo motorizado y sin la necesidad de más operadores, proyectándose hacia la navegación autónoma.
En este sentido, Jorquera puntualizó que “la utilidad principal es la facilidad de transportar más carga sin requerir más operadores, lo que implica una eficiencia logística. Además, nuestro modelo abre las puertas para planificar las rutas con criterios energéticos y de control avanzado, incluso aplicando inteligencia artificial a futuro. Aquí en Chile, esta área de estudio es muy escasa, por lo que estamos sentando un precedente para futuras investigaciones”, concluyó.
