Macchine da cantiere: il futuro è già realtà

Dai combustibili alternativi all’elettronica, dall’automazione alla sicurezza attiva, dalle architetture ibride fino alla robotica. L’innovazione nel settore della meccanizzazione per le costruzioni non è mai stata così dinamica come oggi, delineando le direttrici di un’evoluzione tecnologica che, in molti casi, è già realtà.

L’arte del costruire ha attraversato nel tempo profonde trasformazioni, cambiando volto più volte nel corso della sua lunga storia. Numerosi sono stati i fattori che ne hanno guidato l’evoluzione: dal perfezionamento di tecniche e metodologie allo sviluppo di materiali sempre più performanti. Tuttavia, se si dovesse individuare l’elemento che più di ogni altro ha inciso concretamente sulla realtà del cantiere — il luogo in cui il progetto prende forma e le soluzioni tecnologiche e costruttive vengono messe alla prova — il ruolo principale spetterebbe senza dubbio alle macchine operatrici.

Soprattutto a partire dagli anni Duemila, questi strumenti hanno conosciuto un progresso tecnologico straordinario in tutte le loro declinazioni. Sono migliorati aspetti fondamentali come sicurezza, produttività, consumi ed emissioni, con effetti significativi sulla riduzione dei costi, sull’efficienza operativa e sulla qualità delle opere realizzate. Un processo evolutivo che non sembra arrestarsi e che, in particolare nell’ultimo decennio, si è sviluppato lungo diverse direttrici tecnologiche: alcune orientate al perfezionamento di soluzioni già esistenti, altre invece dedicate all’esplorazione di nuove frontiere che stanno trasformando profondamente sia le macchine sia il loro modo di essere utilizzate. Vediamo quali sono le principali.

Le linee di tendenza

Chi ha seguito l’evoluzione delle macchine movimento terra negli ultimi anni può facilmente individuare numerosi esempi di progresso tecnologico in ambiti specifici: dai motori alle trasmissioni, dai sistemi idraulici all’elettronica. Tuttavia la crescente complessità delle macchine, le interazioni tra i diversi sistemi e l’approccio sempre più integrato adottato dai costruttori rendono utile interpretare queste innovazioni secondo alcune parole chiave e aree di intervento.

In linea generale possiamo ricondurle a quattro macro-temi: Energia, Automazione, Sicurezza ed Efficienza. Ognuno di questi ambiti comprende sviluppi specifici ma è anche strettamente connesso agli altri, soprattutto nelle applicazioni più avanzate.

Energia

La prima e più evidente direttrice di sviluppo riguarda i sistemi di propulsione. L’attenzione si concentra su diversi aspetti: l’aumento del rendimento e della densità di potenza attraverso l’ottimizzazione della combustione, la riduzione delle emissioni inquinanti, la progressiva diminuzione delle cilindrate e il miglioramento dell’integrazione dei motori a bordo macchina. A questo si aggiunge la sperimentazione di carburanti e alimentazioni alternative, come biodiesel, elettrico e idrogeno.

Se l’evoluzione dei motori tradizionali procede in modo costante ma spesso poco visibile, quella delle fonti energetiche alternative continua ad attirare grande attenzione, evidenziando al tempo stesso vantaggi e criticità. La propulsione completamente elettrica, ad esempio, è stata ampiamente discussa: ha dato risultati molto positivi nel segmento delle macchine compatte, mentre nelle classi di dimensioni maggiori presenta ancora alcune difficoltà. Nonostante ciò, ha stimolato importanti progressi nella ricerca, soprattutto in termini di autonomia, tempi di ricarica e logistica energetica.

Le macchine elettriche attualmente prodotte in serie sono generalmente in grado di garantire un ciclo operativo di circa otto ore, con tempi di ricarica analoghi. Per i cantieri privi di infrastrutture adeguate stanno inoltre iniziando a diffondersi stazioni di ricarica mobili. Un’area di ricerca particolarmente promettente è quella degli accumulatori: accanto alla diffusione delle batterie al litio, sono in fase di sviluppo tecnologie innovative come le batterie allo stato solido, quelle a elettrolita ceramico e gli accumulatori al grafene.

Parallelamente cresce l’interesse verso combustibili alternativi. In questo ambito rientrano soluzioni di transizione come il biodiesel e l’HVO, un diesel sintetico ottenuto dall’idrotrattamento di oli e grassi di scarto, ma anche innovazioni più radicali come le motorizzazioni a idrogeno. Quest’ultima tecnologia è considerata particolarmente promettente anche perché, in alcune configurazioni, potrebbe consentire di mantenere il motore a combustione interna sostituendo solo alcuni componenti principali.

L’area Energia non riguarda però soltanto il motore. Due altri ambiti fondamentali sono l’idraulica e l’architettura di distribuzione della potenza. Sul primo fronte, le sperimentazioni più innovative puntano a ridurre progressivamente l’utilizzo dei sistemi idraulici tradizionali, sia tramite soluzioni ibride elettriche sia attraverso nuovi componenti come i cilindri a ricircolo di sfere in sostituzione dei classici martinetti idraulici.

Per quanto riguarda la gestione della potenza, il concetto di elettrificazione viene sempre più interpretato come un’architettura complessiva: un ecosistema di componenti elettrici che controlla e gestisce l’intera catena operativa della macchina. In questo contesto stanno comparendo sul mercato soluzioni di retrofit che permettono di sostituire powertrain tradizionali con sistemi elettrici attraverso unità integrate progettate per adattarsi alle dimensioni e alle connessioni delle macchine esistenti.

Automazione

Si tratta forse dell’ambito più affascinante, perché apre scenari che fino a pochi anni fa sembravano appartenere alla fantascienza. L’automazione risponde anche a un’esigenza concreta del settore delle costruzioni: la crescente difficoltà nel reperire personale qualificato.

Automatizzare determinate operazioni — e, in prospettiva, introdurre macchine sempre più robotizzate — consente infatti di ridurre la dipendenza dall’esperienza degli operatori, garantendo al tempo stesso risultati più costanti e prevedibili.

In termini pratici, questa evoluzione si traduce nella diffusione di sistemi di assistenza per operazioni come scavo, livellamento e compattazione, attività caratterizzate da cicli ripetitivi e quindi più facilmente automatizzabili. Il passo successivo è rappresentato dalla guida parzialmente autonoma o dal controllo remoto: in questi casi la macchina opera in modo automatizzato in contesti specifici, mentre l’operatore svolge principalmente funzioni di supervisione e decisione.

Uno dei settori in cui queste tecnologie sono più avanzate è quello minerario, dove le macchine eseguono lavorazioni molto specializzate e seguono percorsi relativamente costanti.

Un altro ambito rilevante è l’integrazione tra uomo e macchina, rappresentata nella sua forma più evoluta dai cosiddetti “cobot”, robot progettati per collaborare direttamente con gli operatori umani, spesso affiancando la macchina principale nelle operazioni. Oltre a migliorare la produttività e il controllo dei processi, queste tecnologie contribuiscono anche a un ulteriore obiettivo fondamentale: la sicurezza.

Sicurezza

Il tema della sicurezza nei cantieri è da sempre centrale e molto discusso, soprattutto in relazione ai comportamenti e alle procedure operative. L’evoluzione tecnologica delle macchine ha però introdotto un importante salto di qualità.

La crescente presenza dell’elettronica nel controllo delle funzioni principali ha reso possibile integrare a bordo macchina numerosi sensori e dispositivi dedicati sia all’automazione sia alla sicurezza. In particolare si parla di sicurezza attiva, cioè di soluzioni progettate per prevenire gli incidenti prima che si verifichino.

Tra i primi sistemi diffusi vi sono quelli di visione avanzata basati su telecamere, spesso affiancate da sensori di rilevamento, che consentono all’operatore di avere una visione completa a 360 gradi dell’area operativa della macchina, inclusi i punti ciechi tradizionalmente critici nei cantieri con elevata presenza di personale.

Le tecnologie attuali, disponibili come optional o integrate direttamente in fabbrica, hanno raggiunto livelli di efficacia molto superiori rispetto alle prime implementazioni. Il prossimo passo riguarda sistemi di rilevamento sempre più selettivi, in grado di identificare specifici ostacoli e suggerire o eseguire automaticamente le manovre più appropriate per evitarli. Una delle caratteristiche più interessanti di queste soluzioni è proprio la loro capacità di distinguere, ad esempio, la presenza di un operatore rispetto ad altri oggetti presenti nell’area di lavoro.

Efficienza

Il concetto di efficienza può assumere diversi significati, ma nel contesto delle macchine operatrici è strettamente legato alla produttività. Negli ultimi anni questo concetto si è progressivamente ampliato, diventando più complesso e influenzando profondamente lo sviluppo tecnologico.

In una prima fase l’attenzione si è concentrata soprattutto sul miglioramento delle prestazioni della macchina, ambito in cui i progressi sono stati significativi. Oggi però questo approccio non è più sufficiente. Le inefficienze non dipendono infatti solo dalla macchina in sé, ma dall’intero sistema di processi che caratterizza il cantiere.

Per questo motivo è necessario un approccio più sistemico, ancora una volta supportato dalla tecnologia. Un ruolo chiave è svolto dalle soluzioni telematiche di raccolta e analisi dei dati. Questi sistemi non solo forniscono informazioni precise sull’andamento delle lavorazioni, ma permettono anche di ottimizzare le operazioni e di elaborare scenari previsionali.

Le tecnologie di controllo automatico per scavo e livellamento, ad esempio, migliorano la precisione delle lavorazioni e consentono di calcolare con esattezza le quantità movimentate, documentare in tempo reale l’avanzamento dei lavori, ridurre gli errori e limitare i costi derivanti da eventuali imprecisioni.

Inoltre, i sistemi telematici possono integrarsi con strumenti esterni come rover, stazioni totali e sistemi di scansione digitale, aumentando ulteriormente l’accuratezza delle operazioni.

Infine, il potenziale della telematica non riguarda solo la singola macchina ma l’intera flotta presente in cantiere. A un livello più ampio diventa infatti possibile monitorare in modo coordinato tutte le attività, individuare eventuali inefficienze o colli di bottiglia, riorganizzare rapidamente i compiti tra i mezzi e pianificare interventi di manutenzione preventiva. Tutto ciò contribuisce ad aumentare la disponibilità operativa delle macchine e a prolungarne il ciclo di vita.

BUILT ROBOTICS / PALIFICAZIONI EFFICENTI E SICURE

La palificazione è un'operazione complessa e i metodi e le tecniche tradizionali sono ormai al limite delle loro capacità. Gli ingegneri di Built hanno dedicato migliaia di ore allo sviluppo di una soluzione autonoma avanzata in grado di affrontare le sfide degli impianti solari su larga scala. 

Il modello RPD 35 è un battipalo robotizzato completamente autonomo che integra quattro fasi – rilievo, distribuzione dei pali, infissione e raccolta dati – in un unico robot. 

Ogni RPD 35 si abbina a un RPS 25. Lo stabilizzatore robotizzato per pali garantisce che i pali infissi superino le tolleranze più stringenti del tracker e producano pali posizionati in modo uniforme: altezze più precise, perfetta verticalità e pali non ruotati.

Grazie alla fusione intelligente dei sensori, ai sistemi di visione basati sull'IA, ai dati di produzione in tempo reale e all'edge computing, l'automazione di costruzione più avanzata è ora disponibile per la palificazione negli impianti solari.

Un sistema di sicurezza a 8 livelli protegge gli operatori intorno al robot. Con la palificazione autonoma, gli operatori possono evitare incidenti dovuti a condizioni meteorologiche estreme, rumore, urti e intrappolamento, comuni con le operazioni manuali.

La robotica riduce i costi di installazione e manodopera. L'RPD 35 libera manodopera preziosa che può concentrarsi su attività critiche, consentendo agli sviluppatori di impianti solari di ottimizzare i costi di palificazione per rimanere competitivi e conquistare il mercato.

HITACHI / L’ESCAVATORE DIVENTA AUTONOMO

Un escavatore completamente autonomo, basato sul modello elettrico Hitachi ZE135 da 15 tonnellate, è stato una delle principali attrazioni di Bauma 2025. Sebbene queste macchine siano ancora in fase di sviluppo, offrono un enorme potenziale per trasformare il settore delle costruzioni.

Secondo HCME (Hitachi Construction Machinery Europe), grazie ai progressi nell'intelligenza artificiale, nella robotica e nell'apprendimento automatico, sarà possibile affrontare compiti più complessi e delicati, aumentando la produttività, risolvendo la carenza di manodopera, migliorando la sicurezza in cantiere e garantendo operazioni più sostenibili. Gli escavatori autonomi integrano una serie di tecnologie, tra cui robotica, intelligenza artificiale (IA), GPS, sensori LiDAR e telecamere. L'obiettivo è quello di sviluppare un sistema completo in grado di interpretare un cantiere mentre l'escavatore esegue le normali attività di scavo, livellamento e trincea.

Gran parte di questa tecnologia è già impiegata per il funzionamento di veicoli autonomi, come i dumper utilizzati nelle miniere. Tuttavia, la mappatura di un percorso su una strada permanente o semipermanente presenta una differenza sostanziale rispetto a un cantiere, che cambia rapidamente forma e aspetto con l'avanzare dei lavori.

Con il continuo sviluppo delle tecnologie chiave, l'escavatore completamente autonomo potrebbe offrire diversi vantaggi. In primo luogo, ha il potenziale per lavorare 24 ore su 24, riducendo i tempi di completamento del progetto. L'aumento di efficienza come questo consentirà agli appaltatori di utilizzare al meglio le risorse e risparmiare denaro, permettendo loro anche di accettare più lavori e incrementando la redditività.

L'efficienza si riscontra anche nell'esecuzione del lavoro. Solo l'operatore più qualificato ed esperto potrebbe eguagliare la precisione di un sistema autonomo, ad esempio quando si tratta di scavare la quantità precisa di materiale da rimuovere da un cantiere.

Migliorare la sicurezza in cantiere è una priorità per tutti e le macchine autonome possono contribuire a ridurre al minimo il tasso di incidenti. Questo perché gli operatori non sarebbero più esposti a condizioni di lavoro pericolose o a condizioni meteorologiche avverse. Inoltre, la macchina autonoma non commetterebbe errori dovuti alla fatica.

Inoltre, sfruttando i big data, saranno in grado di valutare le proprie prestazioni e consentire la manutenzione predittiva. Tali capacità ridurranno i tempi di inattività e i costi di manutenzione.

ROBO / PROGETTATO PER LA PRODUTTIVITÀ

ROBO è una società che si dedica alla creazione di soluzioni di controllo autonomo per trasformare il modo in cui opera il settore delle costruzioni. Aggiornando machine heavy-duty standard, come bulldozer, escavatori e pale gommate, con sistemi di intelligenza artificiale all'avanguardia, la tecnologia di ROBO consente alle macchine edili di operare in completa autonomia per una maggiore produttività, costi inferiori e una maggiore sicurezza.

Bulldozer autonomo - ROBO supporta una varietà di bulldozer dei principali produttori mondiali per offrire operazioni di spianatura, livellamento di precisione, spargimento di materiale, sgombero del terreno e molte altre operazioni in completa autonomia. Il sistema è compatibile con i prodotti di controllo del livellamento 2D e 3D esistenti.

Escavatore autonomo - La soluzione ROBO per escavatori autonomi offre operazioni di scavo, trincea, carico di camion, livellamento di terrazzamenti e altre operazioni essenziali in modo completamente automatico, preciso ed efficiente. Supporta l'integrazione con i sistemi di controllo 2D e 3D per escavatori disponibili.

Pala gommata autonoma - Sviluppata congiuntamente da Robo e DH Technologies, la pala gommata elettrica alimentata a gas naturale offre movimentazione materiali e operazioni di carico su camion completamente autonome, con elevata produttività, basse emissioni ed efficienza rivoluzionaria.

KOBELCO / IBRIDO AD ALTO TONNELLAGIO

Kobelco ha sviluppato con successo il primo escavatore ibrido al mondo, affermandosi tra i leader nella produzione di macchine da cantiere. Ma è stato il risultato di una lunga storia. 

Nell'autunno del 1999, Kobelco e Kobe Steel, Ltd. ricevettero l'incarico di sviluppare congiuntamente la tecnologia di base per gli escavatori ibridi. Si trattava di una tecnologia completamente nuova e, a differenza delle automobili, lo sviluppo di un sistema ibrido in grado di affrontare le problematiche specifiche di un escavatore idraulico si rivelò un'impresa ardua. Dopo ripetuti tentativi ed errori, nel 2006, sette anni dopo l'inizio dello sviluppo, fu annunciato il completamento del primo escavatore ibrido al mondo (macchina monitor), il modello SK70H. 

Nell'autunno del 2009, tre anni dopo l'annuncio, Kobelco ha avviato la produzione e la vendita in serie dell'SK80H, che all'epoca vantava la massima efficienza nei consumi di carburante del settore. 

Dopo aver gettato le basi per gli escavatori ibridi, la sfida successiva è stata quella di sviluppare e produrre in serie un escavatore ibrido da 20 tonnellate. Rispetto all'SK80H, un escavatore di questa taglia necessita di una potenza del motore 2,5 volte superiore. Pertanto, Kobelco ha dovuto ripartire dallo sviluppo delle specifiche dell'unità per ottenere una macchina ottimale. Dopo un periodo di sviluppo di tre anni successivo all'introduzione dell'SK80H, è stato annunciato il lancio dell'SK200H-9. 

Grazie al continuo sviluppo, nel 2016 è stato introdotto l'SK200H-10, il primo escavatore ibrido del settore dotato di batteria agli ioni di litio. 

LIMACH / ELETTRICO PER MISSIONE

Limach (società del Gruppo Volvo) si concentra esclusivamente sullo sviluppo di gli escavatori elettrici per attività di movimento terra e demolizione. Limach aiuta il settore delle costruzioni a progredire con soluzioni sostenibili che consentono di risparmiare sui costi e di tutelare l'ambiente, dalle materie prime per le batterie alla ricarica e alla capacità di rete. Le macchine Limach a zero emissioni riducono i costi operativi e contribuiscono a un ambiente di lavoro più pulito.

Dal lancio del primo escavatore elettrico nel 2018, Limach ha continuato a operare nelle macchine a zero emissioni, per un futuro più sostenibile nel settore delle costruzioni e delle infrastrutture.

All’interno della gamma Limach, il modello E235.4 è l’escavatore più potente ed alta capacità grazie a una batteria di 380 kWh, suddivisa in due pacchi batteria. Con un terzo pacco batteria, la capacità totale raggiunge i 570 kWh. 

Le batterie possono essere caricate ovunque tramite una presa CCS2. Con una velocità di ricarica di 88 kWh, è possibile caricare completamente un pacco batteria in sole 2,5 ore.

L'E235.4 è dotato di due pacchi batteria intercambiabili da 190 kWh. Quando un pacco batteria si scarica, la macchina passa automaticamente al secondo, garantendo un funzionamento continuo. Grazie ai pacchi batteria intercambiabili, l'E235.4 può lavorare e ricaricarsi contemporaneamente, assicurando la continuità di lavoro.

La ricarica può avvenire tramite una presa standard da 230 V, alimentazione ad alta tensione, stazione di ricarica, contenitore di ricarica o batteria portatile, a seconda delle condizioni di lavoro.

CTE / UNA PIATTAFORMA SOSTENIBILE

CTE, uno dei principali players europei nel campo del sollevamento e della movimentazione di materiali e persone, ha lanciato dal alcuni anni il modello MP 20 Ev, la prima piattaforma aerea autocarrata da 20 m di altezza di lavoro 100% elettrica. 

Nello sviluppo ed erogazione dei propri prodotti e servizi, già da diversi anni CTE si impegna per dare il proprio contributo per la salvaguardia dell’ambiente e per rispondere alle contingenti esigenze dal mercato di piattaforme aeree in grado di svolgere attività di manutenzione urbana riducendo le emissioni di gas inquinanti e rumori fastidiosi. Una visione che si è rafforzata con la creazione di un progetto interno all’azienda denominato Green Innovation che racchiude tutte le attività aziendali legate all’ambito della sostenibilità. Il progetto ha preso vita dalla partnership che CTE ha stretto con Green-G Electric Vehicles di Gorizia, produttori di veicoli elettrici, per l’esclusività di fornitura del veicolo commerciale a zero emissioni ecarry.

La CTE MP 20 Ev è stata studiata per garantire l’accesso e l’utilizzo in cantieri e aree con limitazioni di emissioni gas e rumorose, offrendo massime prestazioni di lavoro e di sicurezza. Raggiunge 20 m di altezza di lavoro, 13 m di sbraccio e 250 kg di portata.

Con configurazione a doppio braccio di cui 1 telescopico più jib, totalmente ideata, progettata e realizzata in Italia con tecnologia CTE ed acciaio SSAB Strenx.

Dispone di radiocomando con display integrato per movimentazione da terra libera da ogni vincolo, gli stessi comandi sono replicati nella postazione in cesta, con display diagnostico, per facilitare la familiarizzazione e l’utilizzo ad ogni operatore. È dotata di sistema di controllo all’avanguardia CTE S3 EVO, il sistema di gestione intelligente e sicuro delle piattaforme aeree CTE, che permette agli utilizzatori finali un’esperienza di lavoro in piena sicurezza con massime performance, e per i gestori delle flotte, un controllo dei mezzi facile, diretto e ottimizzato.

L’autonomia del veicolo è di 70 km (WLTP) e 25 cicli di lavoro (dati di esempio di utilizzo; le prestazioni di trasferimento e cicli di lavoro variano in funzione delle modalità di utilizzo).

Il sistema di alimentazione offre il vantaggio di poter lavorare totalmente a batteria od in modalità ‘plugged-in’ connessa alla rete elettrica con il dispositivo di ricarica in dotazione (220V/380V).