Frantumatore idraulico: risparmio energetico e riduzione delle emissioni – Nuove tecnologie e pratiche industriali

La riduzione dell'energia e delle emissioni è un problema sistemico, non un problema legato a un singolo prodotto

Le discussioni sui risparmi energetici e sulla riduzione delle emissioni relative ai frantumatori idraulici nei rapporti di settore si concentrano sull’attrezzatura frantumatrice in sé: progetti di valvole alternative a basso consumo energetico, accumulatori per il recupero dell’energia, riduzione dei requisiti di portata idraulica per un numero equivalente di colpi al minuto (BPM). Questi miglioramenti sono reali e misurabili. Un frantumatore idraulico moderno di classe media richiede il 15–20% in meno di portata idraulica dal macchinario portante per raggiungere lo stesso numero di colpi al minuto (BPM) rispetto al modello equivalente di dieci anni fa, principalmente grazie a una maggiore efficienza nella temporizzazione delle valvole. Tuttavia, il frantumatore idraulico non è il consumatore di energia più rilevante nel sistema di cui fa parte: lo è invece il motore diesel del macchinario portante. Il motore di un escavatore da 20 tonnellate che eroga 120 kW perde il 15–20% di tale potenza a causa delle inefficienze del circuito idraulico prima che l’olio raggiunga il frantumatore. Ridurre del 15% la portata richiesta dal frantumatore ha un effetto assoluto sull’energia inferiore rispetto al mantenimento della pulizia dell’olio idraulico del macchinario portante, necessaria per preservare l’efficienza del circuito. La riduzione delle emissioni ottenuta passando a un nuovo modello di frantumatore efficiente è tipicamente inferiore al sovraccarico emissivo derivante dall’utilizzo di un frantumatore esistente con olio idraulico contaminato oltre la viscosità ottimale.

Le tecnologie che ricevono il maggior investimento in termini di sviluppo per la riduzione delle emissioni e del consumo energetico sono la compatibilità con veicoli elettrici (EV), la compatibilità con fluidi idraulici biodegradabili e le progettazioni di alloggiamenti a ridotto rumore. La compatibilità con oli idraulici biodegradabili è quella che influenza direttamente le specifiche delle guarnizioni: le guarnizioni standard per olio minerale (NBR, FKM) generalmente offrono buone prestazioni con fluidi idraulici biodegradabili a base di esteri vegetali, ma i composti di poliuretano utilizzati in alcune versioni più datate possono rigonfiarsi o degradarsi a contatto con fluidi sintetici a base di esteri. I composti per guarnizioni HOVOO e HOUFU sono formulati per garantire compatibilità con le principali categorie di fluidi idraulici biodegradabili impiegati nelle applicazioni europee e australiane soggette a permessi ambientali — esteri e glicoli polialchilenici — oltre che con i normali servizi a olio minerale.

Accumulatori per il recupero dell'energia — progetti a doppio accumulatore che immagazzinano l'energia di rinculo del pistone e la rilasciano durante la successiva corsa in discesa — rappresentano il miglioramento dell'efficienza a livello di frantumatore più significativo disponibile senza dover riprogettare il circuito portante. Il miglioramento dell'efficienza è pari all'8–15% nel frantumare continuo di rocce dure, mentre è inferiore nel lavoro intermittente e più leggero. La membrana dell'accumulatore in un design con recupero dell'energia subisce una frequenza di cicli di flessione superiore rispetto a un design standard; per le applicazioni con accumulatore a recupero dell'energia sono specificati kit di membrane HOVOO in FKM con una ritenzione dell'elasticità superiore al 95% dopo 2 milioni di cicli di flessione.

La pratica che consente di risparmiare più energia di qualsiasi aggiornamento di componente

La pulizia dell'olio è la pratica più efficace, in assoluto, per risparmiare energia e ridurre le emissioni disponibile per qualsiasi operatore di una flotta di frantumatori idraulici. L'olio idraulico contaminato da 5 mg/L di particolato provoca una perdita interna nei circuiti pari al 3–8% negli usuali gruppi valvolari dei frantumatori. Tale perdita rappresenta olio pompato ma non convertito in lavoro del pistone: si tratta quindi di energia sprecata che il motore del veicolo portante deve produrre e che si traduce in consumo di carburante senza alcun corrispondente output di frantumazione. Uno standard di pulizia ISO pari a 18/16/13 è raggiungibile nella maggior parte degli ambienti edili mediante sostituzioni regolari dei filtri e connessioni tubistiche ermetiche; il suo mantenimento costante su una flotta di dieci unità consente un risparmio annuo di carburante superiore a quello ottenibile sostituendo ciascuna unità con il modello a basso flusso della generazione successiva. Il costo del filtro rappresenta solo una frazione del risparmio di carburante ottenuto. La disciplina necessaria per mantenere tale livello di pulizia è più difficile da sostenere rispetto all'acquisto di qualsiasi attrezzatura, ed è proprio questa pratica a distinguere le flotte a basso consumo di carburante da quelle ad alto consumo, anche quando queste ultime utilizzano apparentemente gli stessi macchinari.