Sono migliaia i costruttori che oggi, nella progettazione delle macchine, sono alla ricerca dell’equilibrio perfetto tra performance ed emissioni 0. Le vie per l’efficienza e la sostenibilità di macchine e impianti sono molteplici ma ogni applicazione ha le sue peculiarità e i risultati sono sempre più tangibili se associati all’ottimizzazione dei diversi sistemi che alimentano e gestiscono tutte le funzioni dei veicoli. Quindi, l’effettiva sostenibilità delle macchine non è semplicemente relegabile alla propulsione – ibrida, elettrica, diesel – o a una parte di esse, ma necessità della sinergia e dello sviluppo tecnologico di tutti gli impianti che le compongono.
Quest’evoluzione richiede competenze multi-settoriali e specialistiche per giungere a una totale trasversalità progettuale. L’articolo “Progettare macchinari sostenibili: vincere la sfida emissioni zero” analizza i target progettuali ma, quali sono le ottimizzazioni possibili nel concreto?
I tecnici di HYDAC, azienda leader nello sviluppo, progettazione e commercializzazione di sistemi oleodinamici ed elettro-idraulici, affrontano quotidianamente queste nuove frontiere, in cui il supporto ai clienti è sempre più caratterizzato da un continuo dialogo nella co-progettazione volto al totale efficientamento delle macchine. L’Ing. Davide Guerzoni di HYDAC SpA ne ha raccolto e sintetizzato alcuni esempi.
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Per rispondere alla necessità di diminuire i pesi e aumentare l’autonomia di una macchina agricola a trazione elettrica è stata progettata una soluzione totalmente personalizzata. Attraverso un processo di co-sviluppo e collaborazione tra l’ufficio tecnico del costruttore e un’equipe di specialisti HYDAC sono state analizzate le specifiche funzioni per giungere a ottimizzare le funzioni di movimentazione e sterzatura.
L’introduzione di un blocco integrato realizzato ad hoc per la macchina e di un powerpack a velocità variabile alimentato da batteria ha permesso di alleggerire il peso di una parte dell’impianto e ha portato a un’importante semplificazione del sistema. Quest’ultima ha, inoltre, consentito di giungere a una gestione intelligente della portata che ha aumentato l’autonomia del mezzo in maniera considerevole.
Si invita alla lettura di "HYDAC: e-mobility: soluzioni per il controllo efficiente delle macchine per il sollevamento" per un approfondimento sulla gamma per il settore delle macchine per il sollevamento.
I caricatori semoventi, solitamente impiegati nella movimentazione di rifiuti e rottami, spesso operano in ambienti chiusi e, anche al fine di adempiere alle normative, sono tra le prime macchine ad essere state completamente elettrificate. Nelle macchine elettriche di ultima generazione offrire elevata autonomia di lavoro con ridotta potenza elettrica installata è un vantaggio competitivo.
Anche in questo frangente, l’ottimizzazione dei diversi sistemi può svolgere un ruolo cruciale, infatti, affiancando un sistema di sollevamento del carico a un accumulatore a pistoni e un sistema di gestione elettro-idraulico, opportunamente dimensionato, è stato possibile raggiungere un saving energetico e quindi un aumento dell’autonomia macchina superiore al 28%.
Anche l’elettronica può giocare un ruolo molto importante nel recupero energetico.
In una macchina da sollevamento AWP, ad esempio, il progettista aveva la necessità di avere un sistema di auto-livellamento cesto più reattivo e preciso. Pertanto, nel co-sviluppo è stato definito di sostituire il sistema idraulico con uno elettronico che, oltre a permettere di raggiungere migliori performance di controllo, ha il vantaggio di essere inferiormente dissipativo.
Nella stessa macchina è stato ottimizzato anche il controllo di discesa: le convenzionali valvole di bilanciamento sono state sostituite da sistemi ridondanti elettro-idraulici di gravity lowering.
L’elettrificazione delle macchine mobili implica la digitalizzazione e, pertanto, l’automazione di alcuni cicli macchina. Soprattutto laddove una macchina esegue cicli ripetitivi e viene utilizzata da operatori non esperti (mercato noleggio) diventa strategico automatizzare alcuni funzionamenti nell’ottica sia di aumentare l’efficienza del ciclo lavoro a cui la macchina è dedicata sia in quella di rendere la velocità e le performance della macchina ottimali per l’esigenza specifica, riducendo al minimo le dissipazioni energetiche e aumentando così l’autonomia e il consumo della stessa.
In futuro, inoltre, anche il rumore dei componenti idraulici assumerà un ruolo importante al fine di ridurre le emissioni sonore dei macchinari: se da un lato, infatti, fino a ieri il funzionamento degli impianti idraulici era trascurabile, rispetto al funzionamento del motore primo, con l’avvento di motori elettrici sempre più silenziosi anche l’impianto idraulico dovrà essere scelto e progettato in quest’ottica.
Tutto questo discorso è da affiancare alla costante e crescente necessità del costruttore di aumentare le performance della macchina anche in un’ottica di ulteriore saving energetico. Per un approfondimento sul tema efficienza energetica, si invita alla lettura dell'articolo "Efficienza energetica: un’applicazione reale".
Oggi sostenibilità, sicurezza performance ed efficienza sono trend inscindibili e necessari nel progetto di una qualunque macchina mobile: solo un approccio di sistema e una relazione di partnership con fornitori strategici potranno risultare la chiave vincente per le sfide già in essere per tutti i progettisti qualunque applicazione essi stiano trasformando.
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