Pale caricatrici: quale sarà il prossimo passo della loro evoluzione?

I cantieri edili moderni sono in continua evoluzione e questo significa che lo sono anche le loro esigenze. I progetti richiedono una tecnologia più avanzata, sistemi potenziati e produttività migliorata.

Philipp Schwartz, product manager delle pale gommate per la regione Europa, Medio Oriente e Africa di Yanmar, sostiene che negli ultimi anni la progettazione e la tecnologia delle pale gommate si sono evolute.

Il V7 è la macchina più piccola della gamma Yanmar (Foto: Yanmar)

“L'impatto maggiore è stato dato dall'Unione Europea con la regolamentazione delle emissioni dei motori per ridurre gli ossidi di azoto e il particolato. Ciò ha avuto un impatto sulla progettazione e sullo spazio richiesto a causa dei trattamenti dei gas di scarico, come il filtro antiparticolato diesel. Questi filtri antiparticolato richiedono anche spazio.”

I produttori hanno dovuto modificare la progettazione delle loro apparecchiature per garantire che tutto si adattasse alla macchina.

"Un altro aspetto che si accompagna al declassamento del motore è che alcuni produttori hanno ridotto la potenza del motore per evitare un certo livello di emissioni", afferma Schwartz.

Anche dal lato dei fornitori le cose sono cambiate, poiché nel corso degli anni, grazie alla ricerca e allo sviluppo, le trasmissioni idrauliche sono diventate più efficienti.

Tecnologia del gruppo propulsore

Anche Ladislav Junek, product manager per le pale gommate presso Develon Europe, concorda sul fatto che la tecnologia dei motori e della trasmissione abbia avuto un ruolo determinante nell'attuale evoluzione delle pale gommate.

"La tecnologia dei motori è migliorata in modo significativo", afferma Junek. "Ciò ha portato a una migliore efficienza del carburante e non solo riduce il costo totale di proprietà, ma si adatta anche alla crescente enfasi sulla progettazione ecosostenibile".

Junek sottolinea inoltre che la trasmissione a variazione continua (CVT) sta diventando sempre più popolare e accettata. "La CVT può offrire una migliore efficienza nei consumi rispetto alle trasmissioni powershift convenzionali, fino al 25%. La CVT consente al motore di funzionare alla velocità più efficiente, migliorando l'efficienza nei consumi e riducendo le emissioni", afferma.

Fernando Cuppone, responsabile della gestione dei prodotti per le pale gommate presso Case Construction Equipment, afferma che una sfida continua è rappresentata da come migliorare la produttività riducendo al contempo i costi di proprietà e di esercizio.

“Questo può sembrare contraddittorio, poiché l'idea comune è che per aumentare la produttività dobbiamo aumentare la potenza e, di conseguenza, i costi di gestione. Ciò non è sempre vero: una progettazione accurata aiutata dalle ultime tecnologie può invertire questa idea”, rivela Cuppone.

Philipp Schwartz, product manager, pale gommate, regione EMEA, Yanmar (Foto: Yanmar)

Sebbene la progettazione e la tecnologia delle pale caricatrici a ruote siano cambiate nel corso degli anni, anche la qualificazione e il mantenimento dei lavoratori nel settore sono essenziali per il loro sviluppo.

"Gli utenti hanno difficoltà a reclutare operatori qualificati e/o a formare la loro attuale forza lavoro. Per aiutarli, stiamo dotando le nostre pale gommate di tecnologie intelligenti e comandi facili da usare per aumentare l'efficienza sia dell'operatore che dell'operatore del sito", commenta Thierry Brasseur, senior market professional per le pale gommate medie presso Caterpillar.

"Ad esempio, tutte le nostre pale gommate possono ora essere equipaggiate con il nostro esclusivo joystick di sterzo. Posizionato e controllato con force feedback, è facile da usare in tutte le applicazioni e riduce significativamente l'affaticamento dell'operatore durante il turno di lavoro. Le funzioni 'Inform' e 'Assist' aiutano l'operatore a migliorare la propria tecnica operativa in diverse applicazioni."

Brasseur prevede che trovare metodi per ovviare alla carenza di operatori nel settore edile e garantire che gli operatori ricevano una formazione adeguata continuerà a essere fondamentale per l'evoluzione delle pale caricatrici a ruote.

Anche il miglioramento dell'efficienza complessiva e la riduzione dei costi operativi sfruttando la digitalizzazione e le nuove tecnologie sono cambiamenti a cui sarà necessario dare costantemente priorità.

Costruzione elettrizzante

L'elettrificazione rimane una tendenza fondamentale per la maggior parte dei produttori di attrezzature per l'edilizia e le pale gommate compatte sono uno dei prodotti elettrificati più frequentemente.

Schwartz di Yanmar ritiene che si tratti della tendenza più importante del settore, comune a tutti i produttori.

"Alla Bauma di Monaco abbiamo visto che non si trattava solo di pale gommate, ma anche di miniescavatori elettrici e di escavatori di medie dimensioni", afferma. "Ogni produttore stava lanciando almeno un prodotto elettrico, anche se quel prodotto era un prototipo".

Più di recente, Liebherr ha lanciato la pala gommata elettrica a batteria L 507 E, la prima pala gommata elettrica dell'azienda.

La nuova pala gommata elettrica L 507 (Foto: Liebherr)

La macchina, basata sulla pala gommata Liebherr L 507 Stereo, ha un'autonomia di funzionamento fino a otto ore, a seconda delle condizioni operative, e offre prestazioni pari a quelle di una macchina con motore convenzionale della stessa classe di dimensioni, ha affermato l'azienda.

Grazie alla trazione elettrica a batteria, la piena potenza è sempre disponibile, offrendo all'operatore ciò che Liebherr definisce "movimenti di lavoro dinamici e una manovrabilità reattiva".

Nel frattempo, le basse emissioni acustiche e l'eliminazione delle emissioni di CO2 in loco lo rendono adatto alle aree centrali delle città, dove le emissioni di gas di scarico e il rumore sono fattori determinanti.

Il sistema di batterie ad alto voltaggio è stato sviluppato appositamente per il nuovo modello e garantisce "prestazioni potenti e ricarica efficiente", mentre il design modulare della batteria consente di installare una seconda batteria agli ioni di litio per aumentare l'autonomia.

La batteria può essere caricata completamente in circa un'ora e mezza o tre ore, a seconda della tecnologia di ricarica di bordo e della potenza nominale. Allo stesso tempo, l'energia generata in discesa e durante la frenata viene reimmessa nella batteria tramite recupero per aumentare l'efficienza.

Presenta un carico di ribaltamento massimo di 3,7 tonnellate, mentre il suo peso operativo massimo di 6,1 tonnellate è superiore alle 5,8 tonnellate del modello convenzionale.

Soluzioni tecnologiche future

Mentre i produttori corrono per elettrificare sempre più attrezzature, sorge spontanea la domanda: cosa succederà? Per Schwartz, l'elettrificazione funge semplicemente da ponte per ulteriore tecnologia e dipende anche da decisioni politiche.

"Non è al 100% dove andrà l'industria. Penso che ci sia molta discussione politica su cosa faremo in futuro. Penso che la direzione sarà qualunque risultato della discussione politica: quella è quella che dovremo seguire".

La pala gommata Develon DL60 (Foto: Develon)

Aggiunge che ci sono una moltitudine di progressi e innovazioni all'orizzonte per la tecnologia delle pale gommate. "Il tipo di possibilità con bassa tensione e alta tensione all'interno del sistema ci sta portando a diversi concetti di macchina. Se hai alta tensione, puoi ridurre le parti e anche i costi. D'altro canto, devi avere un livello di formazione di istruzione superiore per poter lavorare con alta tensione".

Schwartz aggiunge che, "Penso anche che la tecnologia ibrida sia qualcosa che l'industria sta osservando o su cui sta lavorando, ma questo vale più per le macchine più pesanti. Per le dimensioni della mia pala gommata, di cui sono responsabile, non esiste una soluzione ibrida disponibile e non è in fase di studio.

"Per il momento, la connettività sarà l'argomento più importante perché normalmente l'utente non ha una flotta esclusivamente Yanmar. E ha bisogno di connettere il proprio sistema di gestione dati. La connettività è, e diventerà, un grande motore per lo scambio di dati". Per affrontare le sfide che circondano i dati, Schwartz afferma che Yanmar prevede di lanciare un nuovo hardware per il proprio sistema telematico, denominato Smart Assist Remote (SAR). Ciò include sia le telecomunicazioni 5G che 4G.

Sfide dei dati nell'edilizia

Cuppone di Case Construction ritiene inoltre che il rapporto tra hardware e software costituirà un fattore trainante per lo sviluppo futuro.

“L’impiego diffuso di hardware elettronico e software correlato per la gestione funzionale di una pala gommata rappresenta, in realtà, un forte fattore abilitante per lo sviluppo tecnologico futuro.

Fernando Cuppone, product management pale gommate, Case Construction Equipment (Foto: Case Construction Equipment)

“Un utilizzo accurato, e auspicabilmente responsabile, dell’intelligenza artificiale potrebbe portare l’operatore a ottimizzare il lavoro in determinate condizioni di cantiere e/o a migliorare le dotazioni di sicurezza già presenti, con l’obiettivo di arrivare, nel medio termine, alla guida semi-autonoma o, nel lungo termine, addirittura alla guida completamente autonoma.”

C'è una crescente richiesta di avere le flotte sotto controllo completo, anche se si trovano in cantieri diversi, ricevendo report in tempo reale sulla produttività, sul consumo di carburante e sul corretto utilizzo di ciascuno dei loro veicoli.

"L'utente punta anche alla tranquillità in termini di manutenzione e riparazione e qui la connettività gioca un ruolo importante. Essere in grado di generare tempestivamente avvisi sugli intervalli di manutenzione prossimi alla scadenza e/o dare al rivenditore la possibilità di eseguire una diagnosi da remoto in caso di guasto dell'attrezzatura", afferma Cuppone.

"Massimizzare la produttività e i tempi di attività delle macchine è uno degli obiettivi principali di ogni utente e la connettività può aiutare molto."

Le richieste di maggiore produttività, minori costi di gestione e tecnologie innovative sono in aumento e spingono gli OEM con la loro ricerca e sviluppo. I tempi stanno certamente cambiando e sembra che le ruote siano ben in movimento per continuare a sviluppare una delle macchine più popolari nel settore delle costruzioni.