Yellow Machines GO GREEN

Le macchine E³ al lavoro hanno entusiasmato il mondo degli esperti, per la prima volta, nel 2015. Tre erano gli scopi sui quali ci si era concentrati per la nuova generazione di macchinari: Economic, Ecologic e Ergonomic. Nel decennio passato sono state messe in esercizio già 14 macchine del tipo E³ e più di 60 sono in produzione, ovvero già state ordinate. Inizialmente si trattava di soluzioni singole altamente individualizzate. La crescente necessità di ridurre CO₂ e le condizioni marginali per le autorizzazioni all’esercizio in Europa, esigono lo sviluppo standardizzato e pressoché di serie, delle macchine operatrici ferroviarie. La Plasser & Theurer ha ben riconosciuto queste tendenze e necessità, intraprendendo i passi necessari verso un ulteriore sviluppo delle macchine operatrici E³. Infatti, un fattore si va delineando: gli investimenti nella costruzione ferroviaria sostenibile, pagano.

Inizio dell’incremento delle prestazioni quale base per una maggiore efficienza

Ci sono davvero varie possibilità per rendere più „verdi” le macchine operatrici ferroviarie. Il fabbisogno energetico si riduce già con l’incremento di funzionamento a regime di lavoro continuo, in quanto, solo ancora circa il 20% della massa di macchina deve essere frenata e poi accelerata ad ogni intervento di rincalzatura. Le possibilità di regolazione del numero di giri sugli aggregati di rincalzatura rendono gli interventi di lavoro più silenziosi ed efficienti. Per quanto riguarda i retrofit poi, ci sono in offerta aggregati di rincalzatura elettrici – eco-retrofit. Questi fanno diminuire il numero di giri del motore e pertanto sia le emissioni di rumori che le emissioni di CO₂ ed il consumo di carburante. Carburanti alternativi quali il HVO100 rendono più „verdi” le macchine con motori a combustione. Ma tutte queste misure risultano poi essere sufficienti? Si sta chiaramente delineando l’inizio di un cambio di tendenza nella costruzione ferroviaria.

Ci troviamo agli albori di una nuova era nell’ambito della decarbonizzazione della costruzione ferroviaria. Come ben mostrato da progetti modello, concetti alternativi di trazioni offrono, con ricorso alla linea di contatto, un pacchetto sinergico di vantaggi per gli utenti, l’ambiente e l’ecosistema.

E³ in serie

Un primo passo verso la standardizzazione è dato dalle macchine operatrici di manutenzione con trazioni trimodali per le ÖBB, realizzate nell’innovativo concetto di costruzione modulare di serie. Le fonti energetiche sono date dalla linea di contatto, dalle batterie, in fase di lavoro e a livello di fallback e da un powerpack diesel elettrico, alimentato con carburanti sintetici. In tale ambito, la tecnica E³ è stata sviluppata e realizzata, per la prima volta, per una serie di macchine.

In un secondo passo è stata realizzata la standardizzazione della macchina rincalzatrice universale a regime di lavoro continuo, con trazioni alternative. La nuova serie UnimatExpress sfrutta, a tale scopo, la corrente derivante dalla catenaria. Se necessario, si possono utilizzare anche, quale fonte energetica, due correnti di trazione distinte. In alternativa poi, un generatore integrato realizza la generazione di corrente.

Una nuova tecnologia necessita di metodi di valutazione olistici

Un calcolo dei Total Cost of Ownership (TCO) mostra una prospettiva olistica dei costi per ben fondate decisioni di investimento. Il metodo di analisi permette una panoramica di paragone tra forme di trazione già consolidate e forme alternative. Il nostro scopo: soluzioni economiche, sostenibili ed ergonomiche per le ferrovie del futuro.

Investimenti in un futuro sicuro

Le decisioni di acquisto sono spesso dettate, primariamente, dal fattore del costo d’acquisto di una macchina operatrice ferroviaria. Tutti gli ulteriori costi che si presentano nel ciclo di vita utile del prodotto, influiscono solo in maniera subordinata su questa decisione. Sono questi i costi energetici per il diesel o la corrente ferroviaria, i costi di manutenzione ed i costi per i certificati CO₂.

Ma perché è necessaria una valutazione completa dei costi per tutto il ciclo di vita utile di un prodotto? Perché si devono rilevare e tenere conto poi anche di ulteriori fattori? Le macchine operatrici ferroviarie raggiungono una lunga durata di vita utile. Più del 50% delle macchine operatrici consegnate dalla Plasser & Theurer negli ultimi 70 anni sono ancora in funzione in tutto il mondo. Pertanto, una tipica macchina operatrice ferroviaria espleta il suo lavoro per vari decenni — spesso addirittura per più di 30 anni. Facendo quindi una valutazione dei costi per tutta la durata di funzionamento aumenta l’importanza dei costi per il ciclo di vita, dati in gran parte dai costi d’esercizio.

I vantaggi ecologici ed economici vanno di pari passo

Il potenziale dato dall’utilizzo di trazioni alternative può essere realisticamente calcolato. Lo presentiamo in modo trasparente e comprensibile, attraverso un'analisi TCO, basata sul metodo del valore attuale netto.

Nell’esempio concreto ci accingiamo ad esaminare attentamente i costi d’esercizio di una rincalzatrice universale per 2 traverse, tipo UnimatExpress, per gli interventi in Germania, relativamente ai valori iniziali alla base del calcolo LCC. Il paragone viene fatto tra un trazione diesel idraulica convenzionale e la tecnologia ibrida E³. I costi di investimento sono il secondo tassello, pur dipendendo dallo specifico accessoriamento della macchina, nonché dalla stimata durata di utilizzo e devono pertanto essere considerati separatamente, dal gestore della macchina.

Sulle macchine E³, i gruppi di lavoro ed altri consumatori di energia, quali gli impianti di climatizzazione, vengono azionati elettricamente e l’energia necessaria proviene dalla linea di contatto. Nel caso di posa nuova dei binari, normalmente non si dispone di questa fonte di corrente, pertanto le macchine rincalzatrici E³, sono dotate di un generatore, alimentato con carburanti sintetici oppure con diesel. I vari sistemi di corrente di trazione si rispecchiano anche nelle varie varianti di macchine E³.

Il calcolo esemplare presuppone che il motore a combustione venga sfruttato per il 20% del lavoro e dell’avanzamento, il restante 80% viene realizzato sfruttando la linea di contatto. La base di calcolo è data da 180 turni di lavoro all’anno ed un rendimento di trasferimento (transito da e verso il cantiere) di 15.000 km annui.

Per un’osservazione nell’arco di 20 anni, con una macchina ibrida „E³ C/I“, si avranno un 40% in meno di costi d’esercizio, rispetto a quelli generati da una macchina diesel idraulica. Questo risparmio deriva principalmente dalla riduzione di consumo energetico. Un ulteriore fattore di costo sono le ridotte spese per parti di ricambio e d’usura, grazie proprio all’elettrificazione. I componenti elettrici hanno infatti intervalli manutentivi più lunghi, rispetto ai componenti idraulici. Laddove questo sia sensato, da un punto di vista tecnologico, la tecnologia E³ punta su di un sistema idraulico ridotto. Una macchina E³ necessita infatti di soli 600 litri di olio idraulico, se paragonata ai 2.000 litri necessari alla macchina diesel idraulica. Grazie a questa riduzione si possono risparmiare importanti risorse, nonché costi per l’olio idraulico ed i componenti.

Un’ulteriore informazione utile per il processo decisionale di investimento è il calcolo delle emissioni di CO₂ della macchina. L’osservazione TCO offre questa possibilità, fornendo inoltre informazioni trasparenti sulla percentuale di risparmio delle emissioni di CO₂. Questa viene rappresentata per la durata di utilizzo della macchina, il profilo di intervento e la singola tecnologia in uso sulla stessa. Possibili costi di smaltimento al termine della durata di utilizzo non vengono ancora considerati, in quanto, momentaneamente una stima di questi costi è difficilmente fattibile.

E³ è vantaggioso sia per l’ambiente che per il gestore

L’osservazione dei costi per il ciclo di vita utile permette un chiaro paragone dei diversi concetti di macchina. Le diverse tecnologie vengono rappresentate in maniera trasparente rispetto al fabbisogno energetico, le emissioni di CO₂ ed i costi di manutenzione, per tutto l’arco del ciclo di vita utile. Oltre alla velocità ed alla qualità del lavoro, anche i vantaggi dell’efficienza energetica parlano a favore della tecnologia E³. L’impronta ecologica delle macchine operatrici verdi si delinea essere un investimento sostenibile per il futuro.