Automatización para el mañana: digital y verde

Schmalz, un fabricante alemán, está desarrollando nuevos sistemas para una automatización que aumente la digitalización, pero a la vez sea sostenible y dándole especial importancia a los sistemas generadores de vacío.

(Foto de portada cortesía de Schmalz GmbH)

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La automatización es tanto una bendición como una maldición, asegura la competitividad y alivia los cuellos de botella del personal. Sin embargo, el uso cada vez mayor de robots también aumenta los requisitos de energía y, por lo tanto, la huella de carbono del producto producido en planta. Por lo tanto, Schmalz se está centrando en ciclos de vida de productos eficientes en recursos y en el diseño de nuevos sistemas para la automatización sostenible de sistemas de vacío.

Más digitalización, menos impacto climático

Después de dos años de declive, más robots industriales entraron en servicio en Europa en 2021 por primera vez. Como informó la Federación Internacional de Robótica (IFR) en junio de 2022, el nivel del año pasado fue incluso más alto que el máximo de 2018, en alrededor de 78,000 unidades, con demanda en el metal y maquinaria (+50 por ciento) y plásticos y productos químicos (+ 30 por ciento) sectores que muestran un crecimiento particular. La industria automotriz, por su parte, no registró crecimiento alguno, pero se mantuvo en su alto nivel de 19.300 instalaciones. El crecimiento renovado es positivo para los fabricantes de robots y componentes, pero el Green Deal de la Unión Europea los está poniendo bajo presión: el llamado a la neutralidad climática está desafiando a los desarrolladores de soluciones de automatización a combinar lo digital con la transformación verde.

Para garantizar que el uso generalizado de las tecnologías digitales no conduzca inevitablemente a un aumento constante del consumo de energía, los desechos electrónicos y la huella ecológica, es importante vigilar el ciclo de vida del producto, desde el diseño hasta el reciclaje. "Necesitamos distinguir el paquete de CO2 en el que enviamos nuestro producto al cliente de las emisiones que se producen durante el uso", dijo el Dr. Maik Fiedler, jefe de las unidades de negocio de Automatización y Manipulación de Vacío de J. Schmalz GmbH. Para mantener el paquete lo más pequeño posible, Schmalz confía en rutas de adquisición cortas (el 50 por ciento de sus proveedores provienen de su propio estado), electricidad de fuentes renovables y un sistema de distribución sostenible. "Incluso durante el desarrollo, evitamos los materiales y los procesos de fabricación que consumen mucha energía. Como resultado, ahorramos material y el cliente usa menos energía en la operación posterior", añadió Fiedler, citando un procedimiento que se ha practicado en Schmalz durante años. Ahora, la compañía está escribiendo el siguiente capítulo y desarrollando sistemas que son completamente independientes del aire comprimido, reporta Schmalz.

Dr. Maik Fiedler, Jefe de las Unidades de Negocio de Automatización y Manipulación por Vacío de J. Schmalz GmbH. (Foto cortesía de Schmalz GmbH)

Rendimiento a la altura de las soluciones neumáticas

Esto suena como una solución simple, pero hay obstáculos que superar. Uno de ellos es la mayor densidad de potencia de los generadores de vacío neumáticos. "Estamos desarrollando nuevos conceptos de sistema que combinan de manera inteligente componentes puramente eléctricos. Esto nos permite lograr tiempos de ciclo que son comparables con los generadores de vacío neumáticos de alto rendimiento, incluido el soplado activo", dijo Fiedler.

El concepto eficiente consiste en una bomba de vacío eléctrica instalada centralmente en un lado, un acumulador intermedio y válvulas montadas cerca de la ventosa en el otro lado. “Nuestro acumulador son las mangueras en las que pretensamos el vacío para retirarlo cuando sea necesario. Esto se traduce en una reducción significativa del tiempo de evacuación. Mediante el uso de múltiples válvulas, podemos instalar diversos circuitos de succión independientes”, explicó el experto en vacío. Al presentar la solución totalmente eléctrica, que está a la par de los sistemas neumáticos, Fiedler tiene en mente la nueva válvula de venteo LQE. Se monta directamente en la pinza y reduce el volumen real a evacuar por precarga. Esto permite una aireación rápida. "Estamos hablando aquí, dependiendo del sistema, de tiempos de menos de 50 milisegundos. El secreto detrás de esto es la gran sección transversal, que logra caudales de más de 300 litros por minuto", enfatizó Fiedler. El control del actuador totalmente eléctrico de la válvula de vacío de 3/2 vías contribuye a una mayor eficiencia energética de todo el sistema. Schmalz también ha integrado un sensor: supervisa y controla el vacío y el proceso directamente en la pinza. "Así es como alineamos la sostenibilidad con la transformación digital", resumió Fiedler.

El corazón del sistema de automatización de vacío sin aire comprimido es un potente generador de vacío: la bomba compacta GCPi. Pesa alrededor de tres kilogramos y es tan compacto que también se puede utilizar en robots ligeros. En combinación con una batería, todo lo que necesita es un suministro de 24 voltios, está listo para aplicaciones móviles con sistemas de transporte autónomo (AGV) y robots (AMR). "La nueva bomba compacta es significativamente más económica de operar que un eyector comparable, incluso después de un ciclo de trabajo corto", concluyó Fiedler.

Hay varias formas

Este concepto anterior sigue la estrategia de eficiencia de Schmalz, cuyos productos se centran en el uso más eficaz de la energía. Los generadores de vacío neumáticos como el RECB siguen formando parte del portafolio de la compañía. Alcanzan altos valores de vacío y flujos volumétricos en relación con el espacio de instalación, son robustos y pueden utilizar líneas de aire comprimido existentes. Schmalz optimiza continuamente los generadores de vacío neumáticos en cuanto a su eficiencia energética. Pero hay otros aspectos que hacen que la automatización sea sostenible: Por un lado, es una cuestión de vida útil y cuán fácil es reemplazar las piezas desgastadas o separar y reciclar los distintos materiales. Por otro lado, la digitalización brinda soporte con monitoreo de condición y mantenimiento predictivo. De este modo, los usuarios vigilan el proceso y los componentes de vacío utilizados, entre otras cosas. Además, los gemelos digitales aceleran la puesta en marcha y simulan de forma realista el proceso posterior. "La digitalización nos brinda muchas herramientas para descubrir y eliminar a los consumidores de energía", añadió al respecto Fiedler.

Una automatización que permita digitalizar los sistemas sin aumentar los gastos energéticos y el impacto ambiental debe ser el enfoque de las compañías de aquí en adelante, y Schmalz ya está comprometida en esto.