Construction e meccanica nell’edile stanno puntando alla transizione energetica con traguardo alle emissioni zero, in particolar modo per l’operatività nei cantieri urbani

I prossimi anni di sviluppo nella tecnologia applicata al settore macchine movimento terra tenderanno sempre di più alla transazione energetica con traguardo esplicito alle emissioni zero, per rispondere agli obiettivi governativi prefissati in termini di inquinamento. Il funzionamento dei propulsori che azionano apparati meccanici e idraulici del construction equipement non può che tendere all’elettrico, anche se non ci sono solo le motorizzazioni come target delle tecnologie per la transazione energetica, ma anche tanta della componentistica che aziona bracci, benne, sollevatori e molti altri elementi che compongono i sistemi meccanici. Al netto di questa tendenza ingegneristica è sempre più alta la domanda per macchine che possano lavorare senza restrizioni in centri abitati o in zone sensibili con limitazioni a rumore ed emissioni dei gas di scarico.

Alcuni market leader del settore movimento terra, vendono già da anni gamme pressoché complete di macchinari elettrici, caricatori gommati ed escavatori compatti, macchine che permettono di lavorare e movimentare i materiali anche all’interno di edifici. La decarbonizzazione dei macchinari non è però solo spinta da motivazioni ecologiste, ma soprattutto dalla necessità di poter lavorare in modo meno impattante, più silenzioso e senza emissioni di gas pericolosi, nocivi per la salute. Tecnicamente la coppia costante dei motori elettrici garantisce ai nuovi macchinari professionali a batteria prestazioni di alto livello, con una qualità di lavoro spesso equivalente quella dei veicoli a motore endotermico utilizzati fino ad oggi. Di sicuro, parallelamente al necessario sviluppo di soluzioni tecniche elettrificate, sarà inoltre obbligatorio avere, presso l’utilizzatore, un’adeguata infrastruttura di ricarica delle batterie, che permetta di lavorare con continuità, efficacia ed efficienza dei costi generali. Per questo, sarà necessario, per le aziende, rivolgersi a professionisti, partners e consulenti, in grado di accompagnarle nel giusto percorso di elettrificazione del loro parco macchine. I macchinari da lavoro elettrici, oggi, hanno ancora un prezzo d’acquisto di circa il doppio rispetto a quelli tradizionali, ma cala decisamente il TCO (Total Cost of Ownership), grazie ai ridotti costi di manutenzione necessari sull’intero ciclo di vita della macchina.

I plus dell’elettrico

I motori elettrici, essendo in una fase tecnologica di maturità nel loro sviluppo, sono ovviamente stati eletti icone della transazione energica perché sono innanzitutto silenziosi. Questa caratteristica li rende adatti all’uso in aree in cui vigono restrizioni sul rumore prodotto dai macchinari. Proteggono inoltre gli operatori e l’ambiente dall’esposizione ai fumi di scarico diretti, consentendo quindi l’esecuzione di molti processi di lavoro anche in luoghi con scarsa ventilazione. Un altro vantaggio è che i motori elettrici sono considerati a bassa manutenzione e a rapida riparazione nel caso in cui si verifichino rotture o anomalie, anche grazie a un monitoraggio costante del loro funzionamento, effettuato dalla diagnostica predittiva dei malfunzionamenti.

Minipale, integralmente full electric

Alcuni costruttori hanno già lanciato sul mercato macchine compatte per la movimentazione full electric, sia per la trazione che per l’attuazione dei movimenti operativi. Si tratta di progetti compatibili con lavorazioni in cantieri urbani che non richiedono eccessive potenze e masse totali a terra, caratteristiche queste che vanno di pari passo con esigenze di ricarica rapida delle batterie e di autonomia significativa per adeguati cicli di lavoro. Il pacco batterie, ormai quasi sempre agli ioni di litio, è mediamente attorno ai 60 kWh, il che permette a queste macchine di funzionare ininterrottamente per circa quattro-cinque ore. Il carico utile si aggira attorno ai 1.200 - 1.400 kg. I movimenti sono ottenuti tramite motori elettrici o attuatori e quindi, a differenza delle macchine convenzionali ma con motorizzazione elettrica, non richiede praticamente fluidi. L’unico liquido a bordo è quindi il refrigerante ecologico.

L’evoluzione delle piastre vibranti a batteria

Altri brand hanno presentato soluzioni su base elettrica per la cantieristica stradale, come ad esempio piastre vibranti reversibili a batteria con azionamento diretto. Si tratta di attrezzature che possono usare un sistema di regolazione idraulica per cambiare direzione. Altri costruttori hanno invece lanciato, sempre in ambito di macchine dedicate alla compattazione, modelli alimentati da una batteria agli ioni di litio senza manutenzione con capacità sufficiente per un’intera giornata lavorativa. Il principio di funzionamento è quello secondo cui l’energia rilasciata dai motori di trazione e vibrazione durante la frenata viene utilizzata nel recupero. Questo sistema ridurrebbe anche significativamente le emissioni di rumore, rendendo i rulli adatti a tutte le aree che richiedono una compattazione particolarmente silenziosa. Sempre in ambito di massima riduzione del rumore sono al lancio prototipi che utilizzano l’oscillazione per avere un’elevata compattazione in maniera totalmente silenziosa.

Betoniere completamente elettrificate

Anche nel settore calcestruzzo la tendenza è quella del lancio di prototipi di macchine per il trasporto di calcestruzzo completamente elettriche. La batteria di questi veicoli ha una capacità che supera i 350 kWh. Tradotto significa che una carica è sufficiente per cinque o sei viaggi in aree urbane, in pratica un’intera giornata lavorativa. La ricarica completa viene effettuata durante tutta la notte grazie a stazioni di ricarica DC dedicate.

Il sollevamento e la transazione propulsiva

Un ambito operativo del construction che tra i primi si è affacciato all’elettrificazione è di certo quello relativo al sollevamento. Un progetto interessante è quello che su una tradizionale gru prevede un sistema modulare elettroidraulico a zero emissioni, trasportabile insieme alla gru stessa. Il modulo elettroidraulico è utilizzabile per tutte le funzioni della gru, nonché per far funzionare il sistema di condizionamento idraulico. Oltre a garantire un funzionamento a zero emissioni e a bassa rumorosità, un sistema di questo tipo presenta anche notevoli vantaggi in termini di costi: il sistema di controllo intelligente del motore elettrico garantisce di utilizzare solo la quantità di energia elettrica necessaria per svolgere le funzioni richieste. In questo modo si ottengono costi operativi più bassi rispetto a quelli che si hanno impiegando un sistema diesel e inoltre vengono ridotte le ore di funzionamento del motore. Il sistema elettridraulico viene alimentato da rete tramite un connettore da 400 V / 63 A. In viaggio, la gru può trasportare il sistema al cantiere edile con un rimorchio. In alternativa, può trasportarlo con una struttura di trasporto nel retro. Non è necessario insomma trasportare il sistema separatamente.