Il legno ingegnerizzato della startup svedese stabilisce un nuovo standard per l’industria eolica

Il legno potrebbe sembrare un materiale da costruzione d’altri tempi, ma la startup svedese Modvion lo sta utilizzando in un contesto molto moderno. La società con sede a Göteborg utilizza legno ingegnerizzato per costruire torri eoliche e ha recentemente ottenuto la certificazione di progettazione per la più alta mai realizzata: 119 metri, l’altezza della maggior parte delle turbine eoliche terrestri in funzione. La torre della società svedese può supportare una turbina da 6,4 megawatt.

Rinascita del legno

Negli ultimi anni, il legno ha vissuto una rinascita, con un crescente riconoscimento del suo potenziale come materiale strutturale resistente, leggero e a basse emissioni. I prodotti in legno ingegnerizzato vengono creati incollando segatura, fibre di legno o persino intere tavole con colla. Possono essere considerevolmente più resistenti del legno standard e sono stati utilizzati per costruire grattacieli in Australia, Canada, Norvegia e Stati Uniti.

Il materiale è particolarmente promettente per la costruzione di torri di turbine grazie al suo ottimo rapporto resistenza/peso, afferma Erik Dölerud, ingegnere senior dello sviluppo di Modvion. Permette inoltre la produzione di moduli più piccoli che possono essere assemblati in loco, riducendo le difficoltà di trasporto, aggiunge. La compagnia ha costruito una torre di 103 metri a Skara, in Svezia, nel 2023. Il suo nuovo progetto da 119 metri ha ricevuto l’approvazione da TÜV SÜD, ente indipendente specializzato in certificazione e collaudo, a Monaco di Baviera tre mesi fa.

“Il legno è il materiale da costruzione ad alte prestazioni per eccellenza e negli ultimi 100 anni credo sia stato sottoutilizzato“, afferma Dölerud. “Se ci pensate, un albero si è evoluto nel corso di milioni di anni per sopportare carichi e resistere al vento, quindi non è difficile immaginare che sia un materiale piuttosto adatto a questo tipo di applicazione“.

Legno ingegnerizzato: il futuro delle torri delle turbine eoliche?

La società costruisce le sue torri in legno lamellare impiallacciato (LVL), ottenuto incollando insieme numerosi strati sottili di legno per creare un materiale strutturale più resistente del legno tradizionale. Sezionando il legno e riassemblandolo, si distribuiscono uniformemente i punti deboli localizzati del legno, come nodi e differenze di venatura, afferma Dölerud. Il risultato è un materiale più resistente dell’acciaio a parità di peso.

Modvion assembla le sue torri partendo da una serie di moduli curvi in ​​legno lunghi circa 15 metri. La base di ogni torre è composta da sei di questi moduli e le sezioni superiori ne utilizzano quattro. La produzione di questi moduli prevede la laminazione di diverse grandi lastre di LVL e la loro successiva pressatura su un grande cilindro per conferire loro la forma curva.

Per creare queste forme curve, l’azienda ha dovuto progettare pannelli LVL su misura con una particolare distribuzione delle venature che li rende pieghevoli e in grado di incastrarsi durante il processo di piegatura, creando una struttura rigida che mantiene la forma. Una volta costruiti tutti i moduli della torre, vengono trasportati in cantiere e incollati con la colla per creare sezioni tubolari che vengono poi impilate l’una sull’altra utilizzando una gru.

Uno dei maggiori vantaggi di questo approccio è che costruire le torri in legno produce il 90% in meno di emissioni di carbonio nel corso del loro ciclo di vita rispetto alla costruzione in acciaio, secondo una valutazione del ciclo di vita condotta dagli Istituti di Ricerca Svedesi (RISE). La possibilità di trasportare la torre in più parti offre vantaggi significativi rispetto alle torri delle turbine eoliche convenzionali, che sono normalmente realizzate con lunghi profilati tubolari d’acciaio difficili da manovrare su strade strette e tortuose  Esistono torri modulari in acciaio, ma richiedono un numero enorme di bulloni per il loro assemblaggio, che devono essere ispezionati e regolati meticolosamente a intervalli regolari e possono essere soggetti a guasti, afferma Dölerud. L’ispezione dei giunti di Modvion è molto più rapida e semplice, afferma.

Edilizia sostenibile con legno lamellare impiallacciato

Dimostrare i benefici dell’approccio può essere però difficile, perché gli standard tecnici internazionali per torri di turbine non tengono conto dell’uso del legno come materiale strutturale. Questo ha spinto Modvion a incaricare TÜV SÜD di fornire una valutazione indipendente del suo ultimo progetto di torre. La valutazione ha comportato l’analisi dei dati dei test di stress raccolti da Modvion su tutti i suoi componenti, in collaborazione con RISE.

La torre di Modvion, alta 119 metri, è progettata per supportare una turbina da 6,4 MW prodotta dalla danese Vestas. Questo progetto è stato complesso a causa della mancanza di normative che regolamentassero l’utilizzo di legno e colla come materiali strutturali, afferma Stephan Mayer, responsabile del gruppo torri e fondazioni del dipartimento eolico di TÜV SÜD.

Competizione con le torri cinesi e progettazione torre in legno da 160-170 metri

Con i suoi 119 metri, la torre competerebbe direttamente con le torri in acciaio tubolare a basso costo esportate dalla Cina, osserva Mayer, il che potrebbe rappresentare una sfida, dato che Modvion non ha ancora implementato un processo di produzione in serie. Dölerud riconosce che competere con l’acciaio tubolare in termini di costi sarà difficile. Tuttavia, per le torri alte oltre i 150 metri, il settore si affida principalmente a torri ibride che combinano una base in calcestruzzo con sezioni superiori in acciaio, afferma. Queste sono significativamente più costose delle torri in acciaio tubolare e richiedono grandi quantità di materiale per la costruzione, afferma Dölerud. Si aspetta che Modvion sia competitiva in termini di costi con queste torri.

La società non costruirà effettivamente la torre di 119 metri, progettata solo per dimostrare che Modvion poteva supportare la turbina Vestas da 6,4 MW, e ora sta spostando l’attenzione sulla progettazione di una torre di 160-170 metri, la cui ultimazione è prevista entro il 2027. “Ma chissà cosa succederà in futuro?“, aggiunge Dölerud. “Forse saremo in grado di ottimizzare notevolmente questa nuova tecnologia quando saremo in produzione su larga scala, e allora potremo iniziare a competere anche nel mercato dell’acciaio tubolare. Ma questo non è il nostro obiettivo principale in questa fase.”

Foto: Modvion