Un innovativo concetto mobile per la cura del manto erboso

Il sistema modulare della tecnica di azionamento Demag fornisce a RHENAC GreenTec AG la soluzione di movimentazione ideale per la concretizzazione di un innovativo concetto per la cura del manto erboso. I motoriduttori, i gruppi ruota e i convertitori di frequenza Demag movimentano una struttura da 190 tonnellate, costituita da componenti in acciaio ed elettrici, a una velocità di 12 m/min. Per avere un'idea in cifre, si tratta di 2.755 moduli luminosi a LED e oltre 200.000 luci a LED che provvedono all'illuminazione di ben 7.000 m² di terreno erboso per favorirne la crescita. Tecnica innovativa per un prato pluripremiato nel calcio professionale.

L'azienda

Molte aziende innovative operano nell'ambito della "Green Technology". Ciò è particolarmente vero, anche in senso letterale, per la RHENAC GreenTec AG di Hennef (Sieg). Infatti, grazie ai progressi e ai prodotti innovativi a marchio RHENAC Sports LED, RHENAC garantisce la crescita e il benessere delle piante esponendole a illuminazione artificiale (e a risparmio energetico). Da oltre dieci anni l'azienda si affida alla tecnologia di illuminazione CLS (Complete Light Spectrum), riadattata a questa applicazione dopo anni di ricerca scientifica. Si tratta dell'unico impianto di illuminazione per piante al mondo in grado di erogare uno spettro di luce flessibile per prati sportivi e persino di imitare la luce solare. Questa soluzione illuminotecnica svolge il proprio compito meglio rispetto alle fonti luminose precedentemente utilizzate, oltre a consumare molta meno energia.

RHENAC ha così conquistato una delle posizioni di leadership sul mercato dell'illuminazione per la crescita delle piante, detiene numerosi brevetti in questo settore e realizza complesse soluzioni illuminotecniche e di irrigazione, anche per gli stadi di calcio. In questo caso i requisiti per il prato sono elevati: il giorno della partita l'erba deve essere particolarmente verde e resistente ai tacchetti delle scarpe, oltre chiaramente a dover crescere in modo uniforme. Gli impianti di illuminazione mobili e altamente automatizzati RHENAC sono gli alleati perfetti degli addetti alla manutenzione del manto erboso.

L'obiettivo

Come si può posizionare un impianto di illuminazione a LED su un prato di 7.000 m², spostarlo su tutta l'area e fornire uniformemente all'erba la luce necessaria? Che il manto erboso, largo 70 metri, non debba essere calpestato vien da sé. È inoltre imprescindibile che, quando non è in uso, l'impianto venga stoccato con il minor ingombro possibile.

È proprio questo l'obiettivo centrato dagli sviluppatori di RHENAC di Gelsenkirchen. L'impianto è costituito da due portali identici dotati di travi principali in acciaio. Con un peso totale di 190 tonnellate, coprono l'intera larghezza del campo da calcio e si spostano su rotaie lungo la superficie erbosa a una velocità di oltre 12 m/min. Dodici travi a B pieghevoli e sei travi a C mobili in continuo su ogni lato, dotate di circa 1.400 moduli di illuminazione a LED e un totale di oltre 100.000 luci a LED, riescono a illuminare complessivamente 3.500 m² ciascuna, equivalenti a metà del campo da calcio. Un'altra particolarità: l'altezza di esercizio dei portali può essere aumentata da 1,50 metri (in posizione di funzionamento) a 4,65 metri (in posizione di riposo) per consentire il passaggio degli autobus. La superficie in calcestruzzo, su cui il prato riceve luce a sufficienza quando è all'esterno dell'arena, funge da parcheggio supplementare.

Una delle missioni degli sviluppatori è stata la ricerca del concetto di trazione più indicato. Gli azionamenti, tra l'altro, devono garantire uno spostamento sincrono durante il movimento del ponte da 190 tonnellate di peso e 80 metri di lunghezza, oltre alla sicurezza in caso di guasto a qualsiasi temperatura ambiente e in condizioni meteorologiche avverse: una serie di requisiti senz'altro complessa.

La soluzione

Non vi è migliore applicazione di un concetto di trazione del portale di questo tipo: la struttura di base è simile a quella di una gru a cavalletto ("ribassata"). Il sistema gruppo ruota Demag DRS è stato sviluppato come concetto di trazione per carriponte oltre che componente universale in diverse soluzioni applicative. Da allora il sistema gruppo ruota si è affermato per affidabilità e robustezza e, nel corso degli anni, ha trovato applicazione in numerosi ambiti.

Il concetto di base del gruppo ruota: le ruote ad alta resistenza al peso, integrate in una carcassa robusta e compatta, possono essere combinate con diversi motori elettrici, motoriduttori e convertitori di frequenza del sistema di azionamento modulare Demag. Per l'impianto di illuminazione del prato qui illustrato gli ingegneri Demag hanno consigliato gruppi ruota del tipo DRS 400 con un diametro ruota di 400 mm e una portata di 30 t in combinazione con motori autofrenanti angolari compatti.

Il rapporto tra il peso dei portali (190 tonnellate) e la potenza di azionamento (16 x 3 kW = 48 kW) dimostra l'elevata efficienza di questo sistema di azionamento su rotaia. Ciò è evidenziato dalla classe di efficienza energetica IE2 dei motori elettrici Demag a velocità variabile sviluppati specificatamente per tali applicazioni. La verniciatura multistrato in vernice a base d'acqua 2K garantisce la resistenza alla ruggine dei motoriduttori azzurri anche in condizioni atmosferiche avverse nell'impiego all'aperto.

La sincronizzazione degli otto azionamenti presenti in ogni portale avviene tramite i convertitori di frequenza in grado di generare una coppia molto elevata anche da fermi, garantendo così un avviamento senza strappi e un avanzamento uniforme.

Le particolarità

Nella ricca gamma di opzioni offerte da Demag per i gruppi ruota, gli ingegneri di RHENAC e Demag hanno scelto di applicare su ogni gruppo ruota bracci di reazione su misura e un kit di pulizia rotaie.

Tra le particolarità dell'impianto di illuminazione per prato RHENAC vi è il fatto che è installato unitamente a tutto il prato all'interno o sopra una vasca mobile che ne consente l'estrazione dallo stadio e viceversa: in questo modo lo stadio si trasforma in un'arena polifunzionale e il prato viene tutelato e curato (senza che le tribune gli facciano ombra). Anche questa soluzione è stata realizzata con la tecnica di azionamento Demag. Il club, insieme agli addetti alla manutenzione del manto erboso, ha già ricevuto un riconoscimento per il prato pluripremiato.

Tre domande a Werner Günther, responsabile tecnico commerciale del progetto con RHENAC GreenTec AG e l'arena polifunzionale di Gelsenkirchen

Demag: Signor Günther, quali requisiti ha ricevuto prima dal partner di progetto?

Werner Günther: Nella fase iniziale ho ricevuto un documento con i parametri tecnici per movimentare due portali per l'illuminazione e l'irrigazione di manti erbosi sportivi. Il peso proprio progettato per un portale è stato di 80.000 kg. Questo colosso doveva essere spostato a velocità continua in un intervallo compreso tra 0,8 e 20 m/min su una distanza di 120 m.
La particolarità consisteva nel fatto che i portali dovevano muoversi all'aperto e occorreva considerare una superficie esposta al vento di 320 m². I portali dovevano essere in grado di funzionare anche con venti più forti, con una forza di 6 Beaufort. Al momento della prima richiesta la resistenza del cavo a festone era di 2.000 N. L'intero progetto è partito da qui. In fase conclusiva il carico totale era più che raddoppiato per via del ghiaccio potenziale, raggiungendo un carico statico di 192.000 kg.

Demag: Quali caratteristiche del prodotto sono particolarmente importanti nella soluzione di azionamento per i portali?

Werner Günther: L'impiego di componenti comprovati della tecnica di azionamento. Indipendentemente dalle condizioni atmosferiche, il sistema di trazione svolge il proprio compito in modo affidabile. Infine, per la progettazione e la realizzazione, abbiamo scelto 16 azionamenti Demag del tipo WUE80QD con motori autofrenanti ZBE 100 B4 B050 che azionano 16 gruppi ruota Demag DRS 400. I gruppi ruota sono dotati di attacchi superiori e di altri accessori, ad esempio spazzole per la pulizia delle rotaie. Due convertitori di frequenza Demag assicurano le velocità in continuo nell'intervallo di velocità desiderato, compreso tra 0,8 e 20 m/min.
I tecnici RHENAC hanno integrato nel comando sovraordinato dell'impianto il comando di sicurezza Demag SCU che protegge, ad esempio, dalla collisione dei due portali durante il funzionamento. 

Demag: Quale requisito del cliente è stato particolarmente interessante in questo progetto?

Werner Günther: Particolarmente importante è stato lo scartamento dei portali, con una campata di oltre 80 m per ponte. Durante il funzionamento non deve essere superata la tolleranza di inclinazione massima di 1 m. Ciò richiede un'elevata precisione di sincronizzazione di entrambe le testate.

Inoltre, è naturale che l'impiego all'aperto imponga requisiti elevati ai componenti. I componenti Demag sono progettati per l'impiego in un range di temperatura fino a meno 20 gradi Celsius e devono resistere anche a condizioni ambientali come forte calore, umidità, ghiaccio e neve.

Per motivi di sicurezza, è necessario sapere che durante lo spostamento dei portali ci sono persone che si muovono lungo il prato. I requisiti di sicurezza per il comando sono dunque elevati. Per soddisfare tali requisiti sono impiegati 8 scanner laser di sicurezza che monitorano il funzionamento e trasmettono informazioni al comando di sicurezza Demag SCU.

Durante l'intero progetto il nostro team ha collaborato con fiducia con RHENAC GreenTec AG, oltre che con le altre maestranze che hanno reso possibile la realizzazione di questo progetto. Dagli acciaisti agli idraulici, fino ai costruttori dei comandi. Un buon livello di pianificazione e di coordinamento sono stati indispensabili e hanno reso peculiare questo progetto di Gelsenkirchen.

Il sistema modulare della tecnica di azionamento Demag dimostra anche in questa applicazione la varietà di opzioni con cui permette di movimentare in modo affidabile le soluzioni pensate per esigenze specifiche.