Tecnologia sostenibile per i cantieri: riduzione delle emissioni nelle operazioni con le gru

Con l'attenzione crescente del settore edile verso la sostenibilità, le nuove tecnologie svolgono un ruolo chiave nel ridurne l'impatto ambientale. Dalle gru elettriche ai metodi più intelligenti per la movimentazione dei materiali e il monitoraggio dell'efficienza, queste innovazioni stanno facendo una grande differenza.

Liebherr presenterà una versione elettrica a batteria della sua gru cingolata LR 1300 SX da 300 tonnellate di capacità al Bauma 2025. (Foto: Liebherr)

Non solo contribuiscono a ridurre l'impronta di carbonio e gli sprechi, ma aumentano anche l'efficienza e la sicurezza nei cantieri. Le più recenti tecnologie sostenibili per l'uso delle gru stanno aiutando il settore a raggiungere i necessari obiettivi ambientali.

Esempio elettrico

Ci sono stati cantieri completamente elettrici, in particolare in Scandinavia, dove le normative sulla sostenibilità e l'innovazione hanno contribuito a incoraggiare l'edilizia a basse emissioni. Uno dei primi cantieri completamente elettrici è stato inaugurato a Oslo, in Norvegia, nel 2020. Commissionato dal comune di Oslo, ha utilizzato esclusivamente macchinari elettrici per tutta la durata del progetto. L'obiettivo era ridurre l'inquinamento acustico e le emissioni di anidride carbonica di circa il 99% rispetto a un cantiere tradizionale. Gli appaltatori hanno utilizzato macchinari alimentati a batteria e collegati alla rete elettrica.

Nel 2022, la Svezia ha lanciato un progetto pilota di costruzione elettrica presso la riqualificazione di Slussen a Stoccolma, utilizzando attrezzature edili a batteria e ibride per ridurre le emissioni. Non era un progetto completamente elettrico, ma ha fatto progressi significativi nella riduzione del consumo di combustibili fossili.

Anche a Copenaghen, in Danimarca, si è assistito a una vera e propria spinta verso progetti edili a zero emissioni, con l'obbligo di utilizzare macchinari elettrici in alcune opere pubbliche.

Questi siti mostrano cosa è possibile realizzare, ma ci sono ancora alcuni ostacoli da superare prima che il settore possa abbracciare pienamente la sostenibilità.

Sfide

In primo luogo, può essere molto costoso, soprattutto considerando gli elevati costi iniziali delle attrezzature ecologiche. Gli elevati prezzi dei nuovi macchinari elettrici e ibridi si stanno rivelando un ostacolo a una loro diffusione più ampia. Inoltre, le attrezzature a batteria hanno spesso orari di funzionamento limitati e necessitano di infrastrutture di ricarica affidabili che potrebbero non essere sempre disponibili in località remote o in siti temporanei, molto comuni nel settore edile. Non solo l'accesso alla rete elettrica potrebbe essere limitato in luoghi molto isolati, ma anche il trasporto delle attrezzature ecologiche può essere più complesso e costoso.

C'è anche la questione di considerare l'intera catena di fornitura di un sito ecologico. Come sono state prodotte inizialmente le attrezzature in uso? Si è trattato di un processo ad alta emissione di carbonio o ha richiesto molta energia per essere prodotto? Come vengono trasportate le attrezzature da e verso i siti e dalla fabbrica? Quali materiali vengono utilizzati in loco e provengono da fonti sostenibili? Quali fonti energetiche alimentano il sito: sono rinnovabili e il consumo energetico è ottimizzato? L'energia utilizzata per far funzionare le attrezzature è utilizzata in modo efficiente, inclusi tempi di inattività e sprechi? Cosa succede alle attrezzature al termine del loro ciclo di vita: vengono riciclate, rigenerate o smaltite in modo sostenibile? Rispondere a queste domande è un'ulteriore sfida.

L'acciaio privo di combustibili fossili verrà utilizzato per le gru montate su autocarro Fassi. (Foto: Fassi)

Il settore sta valutando la possibilità di rendere le attrezzature sostenibili, adottando fin dall'inizio una produzione ecosostenibile o selezionando attentamente i materiali utilizzati nel processo produttivo. Le credenziali ecosostenibili possono essere considerate fin dall'inizio, influenzando, ad esempio, l'intero ciclo di vita delle gru.

Cambiamento di materiale

SSAB e il produttore italiano di gru Fassi hanno stretto una partnership per produrre e utilizzare acciaio "senza fossili". Questo nuovo accordo include acciaio prodotto sia da minerale di ferro che da rottami riciclati e verrà utilizzato nelle gru idrauliche e per autocarri Fassi. Uno dei vantaggi di questo acciaio è la sua leggerezza, oltre a essere prodotto in modo sostenibile.

La produzione tradizionale di acciaio è responsabile di circa il 7% delle emissioni globali di CO2, osserva SSAB, e sia la produzione di acciaio primario che quella di acciaio riciclato contribuiscono alle emissioni. Per ridurre l'impatto climatico, SSAB sta investendo in nuove tecnologie di produzione che consentiranno una produzione di acciaio con emissioni di carbonio fossile prossime allo zero, indipendentemente dal fatto che la materia prima sia rottami riciclati o minerale di ferro primario.

"L'innovazione è una proiezione verso il futuro. E non c'è futuro senza sostenibilità", afferma Giovanni Fassi, CEO di Fassi. "Per questo motivo, abbiamo scelto di partecipare con entusiasmo e determinazione a questa partnership con SSAB per sviluppare le nostre gru di domani".

Pianificazione digitale

Negli ultimi anni abbiamo sentito molto parlare di Building Information Modeling (BIM), il concetto di creazione di rappresentazioni digitali delle caratteristiche fisiche e funzionali dei luoghi. Sebbene il BIM sia ampiamente utilizzato in architettura, la sua importanza nel settore delle gru è ancora in fase di comprensione. Integrando il BIM, le operazioni con le gru possono raggiungere una maggiore precisione nella pianificazione e nell'esecuzione. Questo approccio digitale consente una simulazione meticolosa dei sollevamenti, l'identificazione di potenziali problemi e interferenze e può ottimizzare il posizionamento delle gru. Tutto ciò può portare a una maggiore sicurezza ed efficienza nei cantieri.

Oltre alla pianificazione, il BIM migliora anche la collaborazione in un progetto. Con tutti gli attori coinvolti che lavorano sullo stesso modello digitale, è possibile un migliore coordinamento tra operatori di gru, responsabili di cantiere e ingegneri. Questo riduce le incomprensioni, migliora la comunicazione e, in definitiva, porta a un'esecuzione più fluida del progetto. Più efficiente, più è probabile che ci saranno meno sprechi in cantiere.

Fabbrica sostenibile Kabelschlepp. (Foto: Kabelschlepp)

"La necessità di elettrificare i cantieri edili acquisirà sempre più importanza nei prossimi anni, per raggiungere gli obiettivi climatici locali e globali di riduzione delle emissioni", afferma il produttore Liebherr. "Pertanto, i gestori dei cantieri edili hanno una domanda di energia in continua crescita, in risposta alle attuali e future normative sulle emissioni."

A volte, l'accesso all'alimentazione elettrica nei cantieri edili è limitato o addirittura assente. Di conseguenza, i cantieri elettrificati devono affrontare sfide come il funzionamento delle macchine alla massima potenza, la ricarica di numerose macchine durante le pause e la compensazione dei picchi di carico.

Liebherr ha investito molto nella tecnologia delle gru ibride ed elettriche, comprese le sue gru cingolate elettriche a batteria senza fili. Al Bauma 2025, l'azienda presenterà la sua tecnologia di trazione a batteria sulla sua gru cingolata tralicciata LR 1300.2 SX da 300 tonnellate di capacità. Sarà presentata per la prima volta in versione elettrica a batteria a zero emissioni. È dotata di un motore elettrico da 438 kW ed è alimentata da una batteria da 392 kWh. Liebherr afferma che, a seconda dell'applicazione, è possibile raggiungere fino a 13 ore di funzionamento con una singola carica.

Energia in loco

Parlando di energia, verrà presentata una nuova versione del sistema di accumulo di energia mobile Liduro Power Port (LPO) di Liebherr. Un altro sistema di accumulo di energia fisso, LPO 600, verrà presentato come prototipo. Come stazione di ricarica mobile, LPO 600 ha una capacità di 564 kWh, sufficiente per macchine o flotte di grandi dimensioni, ha affermato Liebherr. Sarà presente anche la tecnologia a idrogeno, principalmente per alimentare macchine più grandi, difficili da alimentare elettricamente.

Diversi produttori hanno preso in considerazione lo sviluppo e la produzione di gru elettriche. Ad esempio, l'azienda italiana Marchetti ha lanciato la sua gru cingolata telescopica completamente elettrica CW 25.35 HY alla fiera Intermat in Francia, nell'aprile 2024. Ha una capacità di sollevamento pick and carry di 17 tonnellate e vanta dimensioni compatte, con un peso totale di 25,5 tonnellate. L'alimentazione è fornita da un motore elettrico e batterie al litio e la gru trasporta un contrappeso di 3,3 tonnellate.

Un grande annuncio è stata la gru fuoristrada EVOLT eGR-1000XLL-1 del produttore giapponese Tadano, la prima gru fuoristrada elettrica progettata per operare in Nord America. L'azienda considera le sue gru elettriche un passo fondamentale verso il suo obiettivo di ridurre le emissioni generate dai suoi prodotti del 35% entro il 2030.

Il trasportatore modulare Cometto Eco500 di Faymonville. (Foto: Faymonville)

"Tadano sta valutando altri modelli per una potenziale elettrificazione nell'ambito della sua iniziativa Green Solutions", afferma Lance Rydbom, direttore della gestione prodotti e dell'ingegneria presso le attività panamericane dell'azienda. "Ci impegniamo a migliorare la nostra gamma di gru elettriche, concentrandoci su sostenibilità ed efficienza. Puntiamo a rispondere alla domanda dei clienti di soluzioni sostenibili".

"Le emissioni zero e il rumore ridotto della macchina la rendono ideale per le aree urbane o per progetti indoor in cui il funzionamento silenzioso è vantaggioso", aggiunge Rydbom.

Tuttavia, come per molti macchinari elettrici da costruzione, i principali problemi delle gru elettriche per terreni accidentati sono probabilmente dovuti al costo di acquisto iniziale più elevato rispetto a un'alternativa diesel, nonché alle preoccupazioni relative alla durata di funzionamento.

Il modello SK6000 da 6.000 tonnellate basato a terra, della Mammoet, azienda specializzata a livello internazionale nel trasporto e sollevamento di carichi pesanti, può essere alimentato elettricamente.

Oltre al lavoro con i trasportatori modulari semoventi (SPMT) per il trasporto specializzato, tra cui gli SPMT elettrici, Mammoet sta prendendo in considerazione il sollevamento e il trasporto a zero emissioni in loco in un contesto più ampio.

Mathias Hoogstra, responsabile della sostenibilità di Mammoet, afferma: "Voglio che ridefiniamo il cantiere, almeno inizialmente su piccola scala, dove avremo auto elettriche o a idrogeno, gru elettriche, camion elettrici e tutte queste attrezzature saranno collegate e ricaricate a vicenda".

Mammoet afferma di considerare la sostenibilità un fattore importante per il futuro del settore del sollevamento e del trasporto pesante e sta lavorando alla completa elettrificazione della sua flotta di gru. L'azienda ritiene che i recenti sviluppi consentano di completare un intero progetto senza emissioni di scarico del motore. Questo risultato è ottenuto utilizzando attrezzature già introdotte sul mercato.

La sostenibilità nell'industria pesante offre grandi vantaggi alle aziende sufficientemente adattabili.

ESG

Sarens, il colosso del sollevamento con sede in Belgio, ha implementato le sue iniziative ESG da diversi anni e continua a concentrarsi fortemente sulle pratiche sostenibili in tutte le sue attività a livello globale.

L'azienda ha lanciato il suo Sarens Sustainability Accelerator per promuovere soluzioni ingegneristiche più intelligenti e opportunità di energia più pulita, in particolare nei settori dell'eolico e dell'energia pulita. Sarens ha sviluppato una gigantesca gru elettrica, la SGC-90, in grado di connettersi alla rete elettrica e di produrre energia in modo rigenerativo, a zero emissioni.

Sarens sta inoltre investendo in gru ibride e tecnologie a basse emissioni, garantendo che i nuovi arrivi nella flotta rispettino i rigorosi standard sulle emissioni. Inoltre, sta studiando gruppi elettrogeni SPMT (azionati da un motore elettrico), promuovendo il riciclo e riducendo il consumo energetico in tutti i suoi uffici.

Nuovo settore

Il settore dell'energia verde offre significative opportunità per lo sviluppo di cantieri edili sostenibili, soprattutto in un contesto di continua crescita della domanda di soluzioni basate su fonti rinnovabili. Sebbene il mercato del noleggio di gru rimanga fortemente influenzato dal settore petrolifero e del gas, la crescita delle energie rinnovabili, in particolare l'energia eolica, sta dando vita a nuovi progetti, in particolare offshore, che stanno guadagnando slancio. Questa transizione verso l'energia verde non solo apre nuove opportunità di lavoro, ma incoraggia anche il settore edile ad adottare pratiche più sostenibili.

Il Gruppo Faymonville, con sede in Lussemburgo, si concentra da tempo sul settore dell'energia eolica, con una gamma di prodotti pensata per il trasporto di componenti essenziali per questo settore. Le attrezzature dell'azienda sono inoltre ecosostenibili, offrendo opzioni di alimentazione diesel, ibrida ed elettrica su tutta la gamma Cometto. Alla fiera Bauma di quest'anno, l'azienda presenterà il suo trasportatore modulare Eco500, a dimostrazione di come il settore delle costruzioni stia davvero abbracciando la tecnologia sostenibile.