Una pneumatica più efficiente e sostenibile
Alla Press Conference di Festo di quest’anno si è parlato molto di come avere una pneumatica più efficiente e sostenibile, e di come creare una produzione che favorisca la neutralità climatica. Quali possono essere le soluzioni per rendere la pneumatica più efficiente? Qual è il viaggio di Festo verso un’industria più sostenibile?
Tra il 6 e il 7 luglio si è svolta la diciannovesima Press Conference di Festo, che ha visto riunirsi redattori e giornalisti tecnici da tutto il mondo nel cuore dell’azienda, a Esslingen am Neckar dove è nata quasi un secolo fa. È stata l’occasione per parlare di soluzioni di sostenibilità ed efficientamento energetico, dando un annuncio molto importante: “I nostri siti produttivi, logistici e di vendita – ha affermato Oliver Jung, CEO di Festo – saranno neutrali dal punto di vista delle emissioni di CO2 a partire dall’inizio del 2023”. Festo ha allineato la propria strategia di sostenibilità agli Obiettivi di Sviluppo Strategico (SDG) delle Nazioni Unite. Le emissioni Scope 3, cioè quelle connesse all’attività delle aziende, svolgeranno un ruolo sempre più importante in questo contesto: si considerano da un lato le emissioni derivanti dagli acquisti e dalla logistica, dall’altro l’utilizzo dei prodotti da parte dei clienti.
Festo segue quello che ha definito l’approccio Blue World, un modo per “costruire” sostenibilità nella tecnologia di automazione. “Con questo – ha affermato Oliver Jung – vogliamo esprimere come la tecnologia dell’automazione possa bilanciare l’approvvigionamento della popolazione mondiale da un lato e la protezione delle nostre risorse naturali e la produzione neutrale dal punto di vista climatico dall’altro”. L’approccio Blue World illustra come Festo si stia impegnando per trasformare la produzione industriale in un modo di produrre efficiente e più rispettoso del clima. Festo ha fatto passi da gigante in importanti innovazioni, come la pneumatica digitale e intelligente, le piattaforme di automazione e il risparmio energetico nella pneumatica. Ha anche presentato il primo cobot pneumatico al mondo alla Hannover Messe 2022; non a caso, l’azienda ha investito circa il 7% in ricerca e sviluppo nel 2021.
Diminuire i costi operativi dei sistemi pneumatici
Non a caso, un focus della conferenza è stata la tecnologia pneumatica. In uno studio condotto dal Fraunhofer Institute for Systems and Innovation Research ISI, “Compressed Air Systems in the European Union”, sono stati analizzati i principali fattori di costo dei sistemi ad aria compressa. Ne è emerso che i costi energetici della generazione di aria compressa rappresentano la parte del leone dei costi complessivi (77%), molto più dei costi di investimento (14%) e dei costi di manutenzione (9%). Il Compressed Air Energy Efficiency Audit GFAA di Festo è lo strumento di analisi più adatto a questo scopo.
L’audit consiste in cinque fasi. Nelle prime tre fasi, gli esperti di efficienza energetica di Festo analizzano la produzione di aria compressa, la preparazione dell’aria compressa e la distribuzione dell’aria compressa dell’intero sistema. In seguito, nella quarta fase, rivolgono la loro attenzione alle applicazioni pneumatiche, ossia alle macchine e ai sistemi stessi. Analizzano l’efficienza energetica di queste macchine e sistemi e rilevano eventuali perdite. Nella quinta e ultima fase, gli specialisti progettano un concetto di sistema di monitoraggio dell’aria compressa per controllare costantemente gli stati energetici, che può essere supportato dall’intelligenza artificiale su richiesta del cliente. L’analisi della generazione di aria compressa porta trasparenza sul consumo energetico e sulla capacità di riserva dei compressori.
Tutti i risultati delle misurazioni e i dati di analisi raccolti durante l’audit sono documentati sul portale online dei servizi di risparmio energetico. Questo rende tutti i dati disponibili a livello globale e accessibili in tempo reale, anche grazie all’app mobile, con privilegi di accesso definiti dall’utente. Tutte le perdite rilevate sono identificate con un codice QR, in modo da poterle recuperare rapidamente in produzione. Le azioni consigliate per ottimizzare l’efficienza energetica dell’aria compressa e il loro potenziale di risparmio sono classificate in ordine di priorità e rese disponibili sul portale; anche i pezzi di ricambio necessari per attuare le misure di ottimizzazione sono reperibili sul portale e possono essere ordinati direttamente online con un clic.
I costi operativi delle apparecchiature pneumatiche possono essere ridotti fino al 60% mettendo in pratica i risultati e le analisi del Compressed Air Energy Efficiency Audit GFAA di Festo. Gli esperti di efficienza energetica di Festo utilizzano un approccio integrato per analizzare l’intero sistema di aria compressa, dal compressore all’applicazione, e raccomandano misure per ridurre il consumo energetico. Anche la protezione del clima è inclusa nel servizio, poiché il risparmio di costi e di energia si traduce naturalmente in minori emissioni di CO2 e maggiore produttività.
Verso il futuro con la Controlled Pneumatics
Festo ha sviluppato ulteriormente la tecnologia dell’aria compressa per rendere la pneumatica sostenibile, per risparmiare risorse e rendere la produzione efficiente dal punto di vista energetico: ne è nata la cosiddetta Controlled Pneumatics, che viene utilizzata nella produzione di pneumatici e wafer.
Nella Pneumatica Controllata, Festo combina tecnologia proporzionale, sensori e algoritmi di controllo per formare un anello di controllo. Si tratta di sistemi pneumatici meccatronici con valvole innovative e tecnologia di comunicazione che consentono l’influenza digitale insieme al controllo ad anello chiuso basato su una variabile del sensore. Questa tecnologia crea nuove aree di applicazione, soprattutto per il controllo della pressione e della portata, che spingono i limiti della pneumatica e consentono soluzioni più semplici, affidabili, veloci, precise e efficienti. La pneumatica standard convenzionale, invece, viene utilizzata specificamente per applicazioni semplici, come i movimenti punto a punto. È soprattutto la semplicità della pneumatica standard a renderla la soluzione ideale in molti casi.
Un ottimo esempio di prodotto di pneumatica controllata è il Festo Motion Terminal VTEM, che Festo utilizza per digitalizzare la pneumatica. Questa piattaforma di automazione utilizza la tecnologia piezoelettrica e le Motion App che possono sostituire oltre 50 singoli componenti all’interno di un circuito di controllo pneumatico. Viene utilizzata anche la Motion App “Diagnosi delle perdite”, che semplifica la manutenzione e monitora automaticamente le perdite. In questo modo è possibile rilevare i malfunzionamenti e individuarli in un attuatore specifico, utilizzando cicli di diagnostica e valori soglia definiti. In questo modo si ottiene una base affidabile per la manutenzione predittiva.
Quando invece i wafer devono essere trasportati e immagazzinati nell’industria dei semiconduttori, il sistema di spurgo N2 di Festo impedisce all’ossigeno di ossidare i wafer. Il controllore di flusso, efficiente dal punto di vista dei costi, rifornisce continuamente l’atmosfera intorno al wafer con azoto inerte. Il regolatore di flusso, noto anche come regolatore di flusso di massa MFC, si basa sulla tecnologia piezoelettrica e sulla tecnologia dei sensori integrati. Il design della valvola piezo riduce il rischio di contaminazione del flusso di gas causato dall’abrasione delle particelle per l’intera durata di vita. Il valore di picco è di circa 0,1 micrometri per ciclo di commutazione. Le soluzioni convenzionali generano un contenuto di particelle cinque volte superiore. La tecnologia piezoelettrica utilizzata previene l’usura causata dall’attrito, aumentando così notevolmente la durata della valvola. Rispetto alle soluzioni convenzionali, ciò si traduce in un notevole risparmio in termini di funzionamento e manutenzione.
Il regolatore di flusso ad azionamento diretto riduce il rischio di perdite. Il consumo di energia elettrica è inferiore a un watt. In entrambi i casi si tratta dell’80% in meno rispetto alle soluzioni convenzionali. L’anello di controllo chiuso assicura un comportamento preciso, stabile e lineare della portata, con un’isteresi minima. La precisione di ripetizione è pari a ±0,25% del valore nominale.
Con la Pneumatica Controllata, la relativa digitalizzazione e la tecnologia piezoelettrica, Festo sta portando la tecnologia dell’aria compressa a un nuovo livello tecnologico, con risparmio di risorse, efficienza energetica e sostenibilità.
Imparare la sostenibilità e l’efficienza energetica
Per fare tutto questo, però, è necessario studiare e imparare. “Le green skill sono fondamentali per sviluppare processi e tecnologie sostenibili per la trasformazione dell’industria verso un’economia efficiente nell’uso delle risorse e con minori emissioni”, spiega Oliver Niese, membro del consiglio di amministrazione di Festo Didactic SE e responsabile del Digital Business di Festo. Festo Didactic offre sistemi di apprendimento per le competenze ecologiche come MPS Energy Kit, Nacelle e soluzioni di apprendimento nel campo della gestione dell’acqua. Le attività di formazione pratica con i componenti pneumatici, la valvola di risparmio del vuoto e il simulatore di perdite aiutano i discenti a raggiungere competenze reali.
In tutto il mondo, l’80% dell’acqua utilizzata si disperde nell’ambiente senza essere trattata. Ciò minaccia non solo la biodiversità, ma anche l’acqua potabile per la popolazione mondiale. Pertanto, l’educazione alla gestione dell’acqua è una delle leve più importanti per proteggere l’acqua. Con il sistema di apprendimento modulare EDS® Water Management e i moduli di e-learning, gli studenti vengono introdotti ai processi fondamentali di un impianto di trattamento delle acque e delle acque reflue sotto forma di ciclo dell’acqua, dalla fonte all’impianto di trattamento e viceversa.
La crescita del settore della produzione di batterie è in costante aumento. Di conseguenza, l’industria ha bisogno di personale qualificato che conosca a fondo le nuove tecnologie. Per Festo Didactic è importante formare i lavoratori per una produzione efficiente di batterie. L’uso del portale di apprendimento digitale Festo LX integra la formazione pratica nelle fabbriche di apprendimento di Festo Didactic.
Anche la collaborazione con l’industria per il monitoraggio continuo delle emissioni di CO2 fa parte delle attività di sostenibilità di Festo Didactic. Il cloud è rilevante perché nel bilanciamento delle emissioni di CO2, le fonti di emissione sono diverse, compresi i fornitori e i clienti. L’aggregazione dei dati è gestita attraverso il cloud. In questo processo, una fabbrica di apprendimento di Festo Didactic funge da dimostratore.