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Le macchine per palificazione vibrante sfruttano le vibrazioni verticali per conficcare i pali nel terreno, riducendo così la perturbazione del terreno e la produzione di detriti, migliorando così l'efficienza del sito e gli obiettivi di produttività.

Le crescenti richieste di palificazione e miglioramento del terreno derivano dall'espansione delle infrastrutture e delle costruzioni, sia a livello globale che locale. L'urbanizzazione, le attività industriali e la necessità di fondamenta stabili in tutte le condizioni del terreno stanno guidando questo mercato.

La connessione tra la durevolezza delle macchine per palificazione, i tempi di fermo ridotti e la consapevolezza ambientale sta diventando sempre più evidente. Dove vengono utilizzati i paranchi, i requisiti di potenza, velocità, precisione e affidabilità si intersecano.

Per gli OEM, l'approvvigionamento di componenti durevoli è fondamentale, non solo per le prestazioni operative, ma anche per soddisfare gli standard ambientali, sociali e di governance aziendale (ESG).

Il mercato globale delle macchine per palificazione ha superato i 5 miliardi di dollari nel 2023, con un tasso di crescita annuale previsto del 4,2% fino al 2030, secondo Grandview Research. I progetti di energia rinnovabile, come eolica, solare e geotermica, sono i principali motori di questa crescita, poiché l'energia sostenibile ha un impatto sulle costruzioni commerciali e residenziali.

Gli atteggiamenti in materia di costruzione si stanno allontanando dai metodi inefficienti e ad alto contenuto di inquinanti. C'è una maggiore attenzione al miglioramento dell'efficienza del sito, alla riduzione dell'uso di energia e alla riduzione delle emissioni, spinti da costi crescenti, normative più severe e pressioni ambientali.

Nel 2023, la Federation of Piling Specialists (FPS) con sede nel Regno Unito ha introdotto una carta della sostenibilità per supportare la riduzione del carbonio e pratiche ESG più ampie. La carta stabilisce standard minimi per i membri, che coprono sia le operazioni in loco che le pratiche aziendali.

Il forum internazionale sulla sostenibilità Construction21 ha recentemente individuato una correlazione tra l'impatto ambientale e i tempi di inattività non pianificati che possono derivare da problemi di manutenzione delle attrezzature.

I progetti estesi possono avere effetti sull'inquinamento atmosferico e di superficie, poiché si crea una finestra più ampia per il potenziale deflusso o degrado dell'habitat. Per rimanere competitivi è necessario evitare insidie ambientali e normative e, allo stesso tempo, mitigare gli sforamenti di tempo e costi.

Pressioni sui costruttori di pali

Roger Bullivant Limited produce macchinari come la nuova macchina per palificazione vibrante 4500, raffigurata, da utilizzare nelle applicazioni di palificazione e miglioramento del terreno.

Gli installatori di pali si trovano ad affrontare una pressione crescente per ottimizzare l'efficienza del sito, riducendo al contempo gli sprechi e massimizzando la flessibilità di installazione, ottimizzando i metodi per migliorare la stabilizzazione del terreno e potenziando le proprietà geotecniche dei terreni deboli.

Per soddisfare le esigenze di qualità, profondità e carico del terreno vengono impiegati metodi diversi, con tecniche quali colonne di pietra vibranti, perforazione rotativa e spostamento elicoidale continuo, selezionate in base alle condizioni specifiche del sito e ai requisiti del progetto.

Le piattaforme di palificazione sono macchine complesse che devono essere progettate per applicare una forza sostanziale con grande precisione. Gli operatori dipendono da attrezzature su misura per soddisfare requisiti specifici del sito, normative ambientali, ordinanze locali ed esigenze di produttività.

L'attrattiva delle colonne in pietra vibrata in settori quali l'edilizia commerciale e quella residenziale è la loro capacità di aumentare la densità e la resistenza del terreno, ridurre al minimo il rischio di diffusione di contaminanti e non produrre alcun materiale di scarto.

Questa soluzione può essere ideale per terreni deboli e cementati che necessitano di una maggiore capacità portante del terreno, contribuendo ad attenuare i problemi di cedimento e ad accelerare il consolidamento, particolarmente utile per progetti che coinvolgono terreni contaminati.

Fare affidamento sulla produttività

Roger Bullivant, specialista del settore edile, produce macchine da utilizzare nelle proprie applicazioni di palificazione e miglioramento del terreno. Cercavano una soluzione ingegnerizzata per risolvere i problemi di prestazioni e affidabilità dei componenti di sollevamento che avevano causato perdite di ore e una riduzione della velocità sul campo.

I problemi della supply chain della manodopera manifatturiera post-pandemia erano stati attribuiti alla disponibilità fluttuante di parti e ai ritardi nella produzione. Per elaborare una soluzione, Roger Bullivant Limited ha collaborato con Koppen & Lethem, uno sviluppatore di attrezzature idrauliche e distributore di prodotti Paccar Winch con sede nel Regno Unito, tra cui argani e paranchi Braden.

Koppen & Lethem hanno lavorato a stretto contatto con il produttore della macchina per palificazione per progettare un sistema di sollevamento bidirezionale personalizzato, su misura per le loro specifiche e i loro requisiti, facilitando una valutazione approfondita delle esigenze e la collaborazione tra i team di ingegneria. Hanno deciso di ripensare un sollevamento per palificazione bidirezionale con un design ad anello fisso in cui i cavi sono saldamente ancorati a entrambe le estremità, per garantire un posizionamento di precisione e un funzionamento costantemente efficiente.

Questo approccio è stato supportato da immagini dettagliate dell'attrezzatura Roger Bullivant e dalla configurazione unica del paranco. Sono state evidenziate le sfide progettuali e operative, insieme a chiare aspettative per la garanzia della qualità e le capacità di produzione e parti che avrebbero supportato le prestazioni della macchina ad alto ciclo di lavoro, l'efficienza del sito e la longevità dei componenti.

Per soddisfare queste esigenze, Braden ha progettato una variante del suo CH210A per creare un paranco bidirezionale "ad anello" con 21.000 libbre di tiro della linea di primo strato. Una parte della linea si riavvolge mentre l'altra si srotola, per un controllo avanzato e una manipolazione della testa di perforazione. Il nuovo sistema è stato integrato nella macchina Vibro Piling 4500 di Roger Bullivant Limited, migliorando significativamente la precisione, la produttività e la durata dei componenti.

Secondo Gavin Davies, direttore generale di Koppen & Lethem, l'attenzione era rivolta alla creazione di una soluzione affidabile che potesse resistere alle elevate richieste del mercato. "Aumentare la produttività è fondamentale", ha osservato, sottolineando l'importanza della precisione e delle prestazioni nelle operazioni di palificazione.

Cavo doppio abilitato

Le piattaforme di palificazione sono progettate per applicare una forza sostanziale con grande precisione. Quando vengono utilizzati i paranchi, i requisiti di potenza, velocità, precisione e affidabilità si intersecano.

I paranchi Braden della serie CH sono progettati per resistere alle difficili condizioni delle operazioni di costruzione pesanti, con una frizione a ruota libera e un riduttore epicicloidale sigillato ad alta efficienza per prestazioni di servizio continuo.

La nuova variante del paranco CH210A è dotata di un sistema ad anello con cavi saldamente ancorati a entrambe le estremità, garantendo un posizionamento preciso e un funzionamento uniforme.

Rispetto a una specifica standard da 200 bar, il paranco progettato secondo le specifiche del vibropiling rig OEM della macchina per palificazione può gestire pressioni operative più elevate, lavorando insieme a un motore a pistoni che può funzionare a 300 bar. Ciò consente una maggiore forza durante la guida o l'estrazione di pali in condizioni di terreno dense o difficili.

Si dice che il design del paranco garantisca un maggiore controllo sull'attrezzatura, riducendo i tempi di fermo e migliorando l'efficienza del sito. Il sistema può utilizzare meglio funi metalliche più resistenti ed è stato progettato per una maggiore durata utile a RPM più elevati e coppia di ingresso più elevata.

"Il verricello ad anello CH210 era una specifica difficile", ha detto Davies. "Una parte del cavo passa sopra e viene montata in alto e l'altra è montata dal basso, può essere tirata su e giù".

"La palificazione è un settore di mercato competitivo, il rapporto qualità-prezzo è fondamentale", ha continuato. "Ciò che abbiamo escogitato è montare i cavi su entrambe le estremità all'interno del tamburo di sollevamento. Il tamburo è stato scanalato poiché la gestione delle funi era fondamentale".

Il costo reale dei tempi di inattività non pianificati

Quando le attrezzature edili si guastano, non solo aumentano i costi di proprietà, ma allungano anche le tempistiche del progetto. Progetti prolungati possono portare a conseguenze ambientali negative, come maggiori emissioni e deflussi, influenzando anche la percezione del profilo di sostenibilità dell'azienda.

Secondo Aberdeen Strategy & Research, il costo medio dei tempi di inattività nei vari settori è stato stimato in $ 260.000 all'ora nel 2016, il che equivale a circa $ 340.000 all'ora oggi, al netto dell'inflazione. La riduzione dei tempi di inattività aiuta a tagliare i costi di manodopera, aumentare l'efficienza del sito e ridurre le emissioni di carbonio, in linea con gli obiettivi ESG.

Negli ultimi decenni, tecniche come la palificazione con pietre vibranti, che non producono materiale di scarto e possono contribuire a mitigare il deflusso degli inquinanti nei cantieri edili, aumentando l'efficienza del cantiere e rafforzando la tutela ecologica, hanno conosciuto importanti sviluppi.

L'ottimizzazione delle prestazioni nei componenti dei paranchi svolge un ruolo fondamentale nel ridurre le interruzioni impreviste del lavoro e nel prolungare la durata di vita delle attrezzature di palificazione.

Per OEM come Roger Bullivant, in un settore in cui i tempi di inattività possono avere un impatto diretto sui risultati ambientali e finanziari, l'ottimizzazione delle relazioni nella catena di fornitura produttiva, delle prestazioni dei componenti di sollevamento e dell'affidabilità delle macchine per palificazione potrebbe essere considerata essenziale.

"Negli anni '70 e '80, in tutti i settori del Regno Unito e sospetto in tutto il mondo, c'erano stanze piene di ingegneri", ha detto Davies. "Una persona che si occupava degli argani, c'era un team idraulico, un team elettronico.

Per soddisfare i requisiti applicativi di Roger Bullivant Limited è stata progettata una variante del BRADEN CH 210A, un paranco bidirezionale "ad anello".

"Negli OEM di piccole e medie dimensioni, i grandi reparti di ingegneria non esistono più. Quindi, l'ingegneria specialistica come il verricello, l'idraulica, il controllo remoto, viene eseguita da Koppen & Lethem per conto dell'OEM. Tutto ciò che facciamo è personalizzato per il cliente. Questo è ciò che si aspettano da noi."

Il futuro del mercato delle macchine per palificazione

Il mercato delle macchine per palificazione continua a crescere poiché i progetti infrastrutturali che richiedono soluzioni dinamiche per il miglioramento e la stabilizzazione del terreno stimolano la domanda di attrezzature in linea con gli obiettivi di sostenibilità e i requisiti operativi delle imprese di costruzione.

Roger Bullivant Limited sta già integrando ulteriori paranchi per pali CH210A nella propria flotta di perforatrici speciali, potenziando ulteriormente le proprie capacità di miglioramento del terreno e migliorando l'efficienza del carburante.

Andrew Clarke, National Piling Operations Manager, Roger Bullivant Limited, ha affermato: "L'introduzione della nuova piattaforma Vibro Piling 4500 è un'altra grande aggiunta alla nostra flotta, che rafforza le capacità del nostro reparto GI e migliora l'efficienza dei consumi e le emissioni. Pertanto, ci aiuta a raggiungere gli obiettivi di riduzione della nostra impronta di carbonio entro il 2030".

Le soluzioni ingegneristiche personalizzate in base alle esigenze del cliente sono un elemento fondamentale in uno spazio competitivo. Mantenendo operative le attrezzature ed evitando inutili ritardi, le aziende edili possono soddisfare gli obiettivi ESG rafforzando al contempo la produttività del sito.

Todd Razor è uno storyteller del Midwest, negli Stati Uniti, che si occupa di personaggi del settore e di tendenze nelle tecnologie di edilizia, produzione e movimentazione dei materiali in tutto il mondo.