Scarico diesel: perché le gru a torre stanno bruciando il tuo budget

Andrew Deakin si appassiona a un argomento a lui caro: l'inutile spreco di energia nella maggior parte dei cantieri edili quando si tratta di alimentare le gru a torre.

In qualità di direttore tecnico presso Dumarey Green Power, un'azienda di accumulo di energia con sede nel Regno Unito specializzata nell'alimentazione più efficiente di gru a torre, cantieri edili e altri, Deakin dedica gran parte del suo tempo a valutare alternative allo status quo e i compromessi che gli acquirenti di immobili in affitto devono affrontare.

In cima alla sua lista di inefficienza ci sono i grandi generatori diesel ancora utilizzati nella maggior parte dei progetti di costruzione.

"Non abbiamo bisogno di tutta questa energia per azionare una gru", ha detto Deakin. "Dovremmo riuscire a fare di meglio".

Gravemente sopraffatto

La sua argomentazione centrale è che, sebbene le gru a torre siano essenziali per le costruzioni verticali, la maggior parte di esse è eccessivamente potente e che il disallineamento sta costando caro agli appaltatori e alle società di noleggio in termini di consumo di gasolio ed emissioni di CO₂.

Intervenendo alla conferenza International Tower Cranes (ITC) del 2025 a Roma, Deakin ha presentato dati operativi da un sito operativo a Londra, dove la sua azienda ha collaborato con Select Plant per alimentare le gru a braccio mobile Terex CTL 1600.

Con una potenza nominale compresa tra 250 e 300 kilowatt, queste grandi gru a torre sembrano funzionare costantemente. Ma un'analisi più attenta rivela una realtà diversa: "Considerando la potenza media per l'intera giornata, anche se si tratta di una gru da 300 kilowatt, la media è di circa 11 kilowatt", afferma. "Non abbiamo bisogno di tutta questa energia per azionare la gru. Sarebbero circa 110 kilowatt/ora per l'intera giornata".

Nonostante il modesto carico medio, molti siti utilizzano generatori diesel da 650 kVA per gestire picchi di potenza momentanei e transitori.

"Questo significa che funziona a una media di circa il 2,1% della sua potenza di picco", afferma Deakin. "Questi generatori sono enormemente sovradimensionati, ma devono gestire i picchi e gli elevati transitori".

Deakin spiega il flusso di energia in un diagramma di Sankey per l'efficienza di un motore diesel in un gruppo elettrogeno che funziona al 40% di efficienza. Foto: Joe Mather/KHL

Il risultato è una bolletta del carburante decisamente fuori sincrono con il fabbisogno energetico effettivo. "Stiamo installando un generatore di grandi dimensioni per far fronte alla fornitura di una potenza media molto bassa", afferma Deakin.

Non si tratta solo di un'inefficienza tecnica. Per le società di noleggio che si accollano la spesa per il carburante, i costi aumentano rapidamente. "Un generatore EU Stage III A da 500 kVA che alimenta una grande gru a torre consuma in media 15 litri di gasolio all'ora, per 60 ore settimanali. Si tratta di 45.000 litri di gasolio all'anno, pari a 67.500 euro [77.406 dollari USA] a 1,50 euro [1,72 dollari USA] al litro, e 120 tonnellate di CO₂".

Eppure la quantità di energia utile prodotta è minuscola. Del denaro speso per il carburante, solo 4.500 euro (5.160 dollari) vengono trasformati in energia per azionare la gru. Il resto, la sbalorditiva cifra di 63.000 euro (72.235 dollari), viene sprecato in calore.

Anche i motori diesel che funzionano in condizioni ottimali – con un'efficienza del 40% – perdono una quota significativa di energia attraverso il calore e le perdite meccaniche. Ma sotto carichi leggeri, tipici dei cantieri di gru, le prestazioni crollano drasticamente. "Se consideriamo la domanda media di una gru a torre, però, scendiamo al 2,5% del carico. Significa che stiamo funzionando con un'efficienza compresa tra il 5 e il 10%. È piuttosto scarsa. La domanda è: cosa possiamo fare?"

Peggiorando il problema

Standard di emissione più severi previsti dalla normativa Stage V possono aggravare il problema. "Siamo al 3% di efficienza e il 97% dell'energia contenuta nel combustibile viene semplicemente trasformata in calore di scarto. La conclusione è che con la normativa Stage V dell'UE possiamo peggiorare notevolmente l'efficienza".

Quando disponibile, Deakin è chiaro nel dire che l'elettricità di rete offre sia le emissioni più basse sia i vantaggi economici più interessanti.

"Quindi non bruceremo gasolio e dovrebbe emettere meno CO₂". Le emissioni della rete variano da Paese a Paese: da quasi zero in Francia a 662 grammi di CO₂ per kilowattora in Polonia, ma tutte hanno prestazioni migliori del gasolio.

"Significa che se prendiamo una grande gru a torre con un consumo energetico medio di circa 10 kilowatt, ciò significa che vengono prodotti tra zero e sei chilogrammi di CO₂ all'ora per alimentare quella gru, se è collegata alla rete elettrica", calcola.

Nelle località in cui la capacità della rete è limitata, le tecnologie di accumulo di energia possono colmare il divario.

"Potremmo sostituire il generatore da 500 kVA con un gruppo elettrogeno da 200 kVA più volano. Questo riduce il consumo di carburante a circa sette litri all'ora. La nostra potenza frenante è ancora di 10 kilowatt, ma abbiamo portato la curva di efficienza al 15%".

Il Dott. Andrew Deakin illustra le diverse tecnologie e le sfide per alimentare in modo più efficiente le gru a torre. Foto: Joe Mather/KHL

Ancora meglio, combinando un piccolo generatore con una batteria o un volano di grandi dimensioni si possono ottenere ulteriori vantaggi, afferma Deakin.

"Se passiamo a un dispositivo a piena potenza, ad esempio un sistema di accumulo di energia a batteria o un volano molto grande, in cui il sistema si carica sostanzialmente dal generatore ad alta efficienza, allora potremmo passare, ad esempio, a un generatore e una batteria da 25 kVA, che consumano meno di tre litri di gasolio all'ora."

Queste configurazioni ibride offrono anche resilienza. "Una è la rapidità di risposta della batteria, perché deve proteggere la rete dai transitori. Non possiamo immettere la piena potenza nella rete per brevi periodi di tempo, perché ciò farebbe semplicemente scattare l'interruttore di rete", afferma.

Per chi guarda oltre il diesel, sta emergendo una gamma di alternative a basse emissioni di carbonio, tra cui olio vegetale idrogenato (HVO), celle a combustibile a idrogeno, combustione interna a idrogeno (IC) e carburanti sintetici. Deakin osserva che i colleghi di Dumarey in Italia stanno già collaborando con TecnoGen per sviluppare un generatore IC a idrogeno con flusso integrato.

Ma per ora, queste opzioni rimangono di portata limitata. "Oggi, circa il 99% dell'idrogeno è ancora grigio, quindi questo non aiuta", ha detto Deakin. "Se si brucia HVO, sono sostanze come l'olio di palma che sono meno ecologiche di quanto si possa pensare". Si prevede che anche i costi, aggiunge, rimarranno elevati nel prossimo futuro.

L'impatto logistico dell'idrogeno presenta ulteriori sfide. "Magari si riceve un solo camion di gasolio alla settimana, ma per alimentare le gru a torre potrebbero essere necessari dieci camion di idrogeno ogni settimana".