La prima cava al mondo “emission-free”

Alle porte di Goteborg, in Svezia, abbiamo avuto l'onore di poter visitare Vikan Kross, la cava sede del progetto di ricerca Electric Site, reso possibile dalla partnership fra Volvo CE, Skanska, Swedish Energy Agency, Linköping University e Mälardalen University.
Trasporti elettrificati, nuovi metodi di lavoro e di gestione del sito: da oggi non occorre più scegliere fra produttività, sicurezza e sostenibilità

Partecipare al cambiamento, prenderne parte, concorrere alla costruzione di un futuro migliore, un futuro che includa siti operativi dieci volte più efficienti, con zero incidenti, zero fermi macchina non pianificati e zero emissioni. È questo il sogno, più volte ribadito da Volvo CE, che ora, grazie ai risultati emersi dal progetto Electric Site, si appresta a diventare realtà.

Lo scorso novembre, la redazione di Quarry and Construction è stata invitata, in esclusiva, in Svezia, a Goteborg, in cava Vikan Kross, per poter toccare da vicino quello che sarà il futuro dell'industria estrattiva.
In attività dal 1960, Vikan Kross, con una produzione che si attesta sulle 6.000 tonnellate di materiale al giorno, è la seconda cava più grossa di Skanska, leader mondiale nella realizzazione di costruzioni e infrastrutture, nonché cliente Volvo CE con cui, insieme all'Agenzia svedese per l'energia (Swedish Energy Agency) e alle Università di Linköping  e Mälardalen, ha dato vita al progetto Electric Site che ha visto coinvolti i 5 partner in uno studio durato tre anni, per un costo totale di 203 Milioni di corone svedesi. Lo scorso novembre sono stati resi noti i risultati ottenuti dopo 10 settimane di test. Risultati sorprendenti, in grado di poter rivoluzionare l'intero mondo delle cave e degli aggregati sia in termini di operatività che di sostenibilità ambientale. I test hanno mostrato una riduzione di CO2 del 98%, una riduzione dei costi dell'energia del 70% e una riduzione del 40% dei costi legati al personale, per un ipotetico - 25% sui costi operativi totali.

Ovviamente, si tratta di una previsione visto che tutte e tre le macchine impiegate sono, ad oggi, prototipi non ancora commercializzati da Volvo CE. Si tratta comunque di un primo importante passo verso la trasformazione dell'industria degli aggregati tramite la creazione di cave prive di emissioni.
Dallo scavo alla frantumazione primaria, dal trasporto alla frantumazione secondaria, ogni fase del lavoro in cava mira ad essere elettrificata perché, come ha sottolineato Anders Danielsson, Presidente e CEO di Skanska: "con il cambiamento climatico che rimodella il nostro settore, siamo chiamati a trovare nuove soluzioni sostenibili e a creare partnership con organizzazioni con competenze diverse al fine di aiutare i nostri clienti a ridurre le emissioni di gas serra".
Emissioni di gas serra ridotte sia tramite nuovi metodi di lavoro e di gestione (tecnologica e connessa) dell'intero sito, sia tramite macchine elettriche e autonome, come i 3 prototipi messi in campo da Volvo CE.

HX2
Sono ben 8 gli HX2 da 20 ton l'uno che abbiamo visto salire e scendere le rampe della Vikan Kross per trasportare il materiale lavorato dal frantoio primario (mobile) fino all'impianto di frantumazione secondaria (fisso), dove stanno fermi un minuto, si ricaricano e ripartono.
Gli HX2 sono supporti di carico autonomi (in grado di seguire un percorso GPS pre-programmato e regolabile) dotati di batterie al litio che alimentano due motori elettrici per guidare la macchina e un motore elettrico aggiuntivo per azionarne la parte idraulica.
L'HX2 discende dall'HX1, presentato per la prima volta nell'Xploration Forum 2016 e portato a CONEXPO / CON-AGG 2017. Se l'HX2 può sembrare simile all'HX1 nella forma, al suo interno è stato profondamente modificato.
Come ha affermato Uwe Müller, Chief Project Manager Electric Site di Volvo CE: "L'HX2 è fondamentalmente diverso dall'HX1 che costituiva semplicemente la trasposizione concreta di un concetto. Appurata la sua fattibilità - prosegue - abbiamo aggiornato i requisiti di progettazione dell'HX2 per incorporare tecnologie e componenti condivisi con tutto il Gruppo Volvo, ossia motori elettrici, batterie ed elettronica di potenza. Integrare una trasmissione completamente nuova - specifica - è stato fondamentale per sfruttare appieno gli innovativi sviluppi di elettromobilità condivisi da tutto il gruppo Volvo, senza contare che lo abbiamo anche equipaggiato con un sistema di visione che gli consente di rilevare persone e ostacoli nelle sue vicinanze".

LX1
LX1 è il prototipo di pala gommata ibrida creato da Volvo CE con il 98% di pezzi nuovi e un'innovativa architettura. Anch'essa presentata all'Xploration Forum, è in grado di offrire fino al 50% di miglioramento nell'efficienza dei consumi (grazie ad una trasmissione che consiste in motori a propulsione elettrica montati sulle ruote, pompe idrauliche elettriche, un sistema di accumulo di energia, un motore diesel notevolmente più piccolo e una nuova architettura della macchina, incluso un nuovo design dell'unità di sollevamento) oltre a significative riduzioni delle emissioni e dell'inquinamento acustico rispetto alla versione convenzionale. Attualmente viene testata sul campo negli Stati Uniti dalla Waste Management, la più grande società di servizi ambientali e di riciclaggio del Nord America, con un feedback più che positivo visto che il prototipo può fare il lavoro di una pala gommata di una misura più grande.

EX1
A caricare il frantoio primario di cava Skanska il prototipo di escavatore da 70 ton EX1 a doppia alimentazione, collegato alla rete elettrica via cavo. Creato sulla base del Volvo EC750, l'EX1, per la prima volta in mostra a stampa e clienti, incorpora sia un motore elettrico che un motore diesel.
Come ha spiegato Müller: "Per adattare i nuovi componenti alla macchina senza aumentarne le dimensioni, è stato necessario un restyling, anche se, in termini di interfaccia operatore e controlli, nulla è cambiato in quanto questo prototipo funziona esattamente allo stesso modo di un escavatore Volvo convenzionale. Ovviamente - sottolinea - se il cavo è collegato alla corrente si avvia automaticamente in modalità elettrica, se non lo è, parte in modalità diesel. Così facendo - precisa - abbiamo voluto creare una macchina flessibile in grado di essere posizionata e spostata velocemente per operare sui vari fronti cava. Considerando che però, per la maggior parte del tempo l'escavatore è destinato praticamente a muoversi solo su sé stesso - conclude - se lo si aggancia al cavo opera per tutta la durata del turno in maniera completamente elettrica, con decisivi risparmi in termini di emissioni, decibel e costi".

D'altronde operare per un futuro sostenibile, in ottemperanza agli obiettivi fissati dagli accordi di Parigi sul clima, è un'esigenza che si presenta con una certa impellenza, tanto che, come ha avuto modo di sottolineare Melker Jernberg, Presidente Volvo CE: "Il progetto di ricerca Electric Site che combina macchine intelligenti, automazione ed elettromobilità vuole sfidare i modi tradizionali di lavorare nel settore estrattivo al fine di esplorare nuove alternative e poter raggiungere davvero l'ambizioso obiettivo di zero emissioni entro il 2045. Usando l'elettricità anziché il diesel per alimentare le attrezzature da costruzione in una cava - prosegue - abbiamo il potenziale per ottenere riduzioni significative del consumo di carburante, delle emissioni di CO2, dell'impatto ambientale e del costo per tonnellata, vale a dire che non occorre più dover scegliere tra produttività, sostenibilità e sicurezza sul lavoro".

E son i dati a parlare chiaro: in una cava classica in cui frantoio mobile, escavatore da 70 ton, pala da 50 ton e 3 dumper rigidi da 40 ton son alimentati a diesel si consumano al giorno 3360 litri di gasolio a fronte dei 64 litri consumati dalla cava elettrica con EX1,LX1, 8 HX2 e nastri elettrici. Ovviamente il dispendio di energia elettrica è 9320 kW/h con un risparmio stimato del 70% sui costi dell'energia (calibrati sul costo dell'energia in Svezia, per ampia parte prodotta in maniera sostenibile). Ma soprattutto se al giorno in una cava tradizionale si producono 8.700 kg di CO2 in quella elettrica solo 166 kg, quindi una riduzione di ben il 98%. Ma a beneficiarne è anche il discorso sicurezza ed efficienza operativa. Come abbiamo visto si tratta di macchine elettriche, ibride e autonome tutte connesse ad un sistema telematico di gestione della flotta e connesse alla gestione telematica dell'intero sito, ossia tutte le operazioni sono pianificate e controllate da remoto, con una riduzione del 40% del personale operativo impiegato sul sito, il che significa meno costi, meno possibilità di incidenti e maggior sicurezza, mantenendo invariata, fra cava tradizionale e cava elettrica, la produzione di 700 ton/ora così come dimostrato dal progetto Electric Site in cava Vikan Kross.

Un progetto innovativo, reso possibile da una partnership forte tra 5 attori di primaria importanza. Un progetto esportabile in altre nazioni per dare un chiaro segnale a livello globale della volontà di preservare il pianeta. Un intento ancora più lodevole visto che parte da Volvo CE e Skanska, 2 attori di spicco dell'industria estrattiva e delle costruzioni.

 

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