A mobilidade do futuro exige soluções inovadoras - agora mais do que nunca. A transição para a eletromobilidade oferece um enorme potencial, mas também apresenta desafios complexos. Como as baterias podem ser produzidas de forma mais sustentável, utilizadas de forma mais eficiente e recicladas de forma inteligente ao fim de sua vida útil? É aqui que a Festo e a Comau entram com suas soluções pioneiras de automação, contribuindo para uma economia circular que economiza recursos. Descubra a seguir porque isso não se trata apenas de uma afirmação qualquer.
Com 50 anos de experiência e presença global, a Comau, uma empresa do Stellantis Group, é líder mundial em soluções de automação avançadas e sustentáveis.
"Além do desenvolvimento de tecnologias inovadoras e fáceis de usar, nosso portfólio inclui produtos e sistemas para a produção de veículos, bem como soluções digitais e robóticas avançadas para atender às necessidades de produção de mercados em rápido crescimento, como logística, energia renovável e construção naval", diz Francesco Beccarisi, Innovation & Process Technologies na Comau. O mercado de eletromobilidade está crescendo de forma sustentável. "Embora as baterias de íon-lítio continuem sendo a tecnologia dominante no setor automotivo nos próximos 5 - 10 anos, o mercado verá um aumento significativo na demanda por baterias de última geração, como as baterias de estado sólido."
Novas tecnologias e processos de fabricação mais eficientes, sustentáveis e econômicos são necessários para apoiar a produção industrial em larga escala de baterias de última geração e acelerar a transição energética.
"A mobilidade elétrica e os investimentos significativos feitos nos últimos anos marcam o início da evolução do transporte", explica Claudio Giovando, Global Key Account Manager Automotive & Electric Vehicles Business Developer da Festo. "Além de soluções para a produção de células, módulos de bateria e motores elétricos, a Festo tem se interessado desde o início em fechar o ciclo de produção das próprias baterias, a fim de reduzir resíduos e promover a reutilização de materiais. Isso ajudará a reduzir a extração de matérias-primas raras e limitadas que, de outra forma, não conseguiriam atender à demanda desse mercado em rápido crescimento."
A transição energética e ecológica no setor de transportes está se tornando uma realidade. "Em cumprimento às metas de descarbonização da União Europeia, a Comissão Europeia adotou o pacote legislativo Fit for 55, que visa reduzir as emissões de gases de efeito estufa dos veículos em 55% até 2030 e 100% até 2050 " confirma F. Beccarisi. "A eletrificação é, portanto, o futuro da mobilidade."
A demanda por uma produção mais eficiente e sustentável de baterias e motores elétricos é, sem dúvida, um dos desafios mais importantes para as empresas que operam em várias fases do setor automotivo e de transportes. "Para que a transição energética seja de fato sustentável, é necessário gerenciar não apenas a produção eficiente de tecnologias de eletrificação de última geração, mas também o impacto ambiental no final da vida útil das baterias", explica F. Beccarisi. Portanto, a Comau se juntou ao "Battery Regeneration Project", apoiado pela organização sem fins lucrativos Class e pela Cobat, uma plataforma de serviços de economia circular. O objetivo é criar uma cadeia de suprimentos italiana para a reciclagem e reutilização de baterias de lítio.
O foco na sustentabilidade fez com que a Festo e a Comau abordassem a importante questão da reciclagem ou reutilização das baterias antigas de veículos elétricos. Isso deu origem à Flexible Battery Dismantling (Flex-BD), que consiste em "desenvolver uma solução de automação para a desmontagem automatizada de pacotes de baterias até os módulos", explica F. Beccarisi. "Os módulos podem ser reciclados para BlackMass por meio do processo de trituração ou reutilizados para produzir novas baterias."
O projeto, pelo qual a Comau recebeu o Prêmio de Inovação na SMAU 2023, "visa criar uma estação altamente flexível que possa desmontar diferentes tipos de baterias para veículos elétricos", explica C. Giovando. "Ele reuniu diversos participantes europeus, incluindo a Festo e a Comau, para desenvolver soluções de alta qualidade para uma economia mais sustentável."
Diversas tecnologias da Festo foram utilizadas para criar a estação Flex-BD, "de atuadores eletromecânicos com motores e atuadores a válvulas de segurança certificadas MS6-SV com função de exaustão rápida, que garantem o desligamento seguro da área do sistema no caso de uma emergência", explica C. Giovando. Esses componentes foram escolhidos para facilitar o ajuste do formato e compensar automaticamente o posicionamento dos conjuntos de baterias. "O resultado foi a criação de uma estação eficiente e inovadora, capaz de trabalhar com diferentes tipos de baterias, que minimiza a necessidade de intervenção manual."
A principal característica da estação desenvolvida é sua flexibilidade, que lhe permite manipular diferentes tipos de pacotes de baterias e ser utilizada por qualquer fabricante. "Além disso, o uso de soluções simples e inovadoras reduziu significativamente os custos de implementação e configuração, bem como o tempo de ciclo, permitindo o processamento de um número maior de componentes no mesmo tempo", explica C. Giovando. "Além disso, a estação também pode ser utilizada na fase de produção para montagem de baterias, restauração ou substituição de módulos, identificados como defeituosos, para garantir que seja produzido um pacote de baterias eficiente como produto final."
"As soluções utilizadas no Flex-BD incluem as válvulas solenoides VTUG, que oferecem tempos de comutação rápidos, baixo consumo de energia e altas taxas de fluxo em um design leve e compacto, tornando-as adequadas para uso em aplicações flexíveis de automação e robótica", explica C. Giovando. "Essas soluções estão disponíveis em diversos tipos de barramento de comunicação, como ponto a ponto, multipinos e IO-Link®. Em particular, a versão AP permite a criação de uma rede com topologia em linha, estrela ou árvore que se comunica com o CLP do cliente utilizando os barramentos de comunicação mais comuns. É por isso que temos a versão Profinet da estação CPX-AP-I, que, além de tempos de comunicação extremamente rápidos, permite a conexão de até 500 componentes e integra o gerenciamento de unidades de válvula com uma função de autoaprendizagem, o que reduz e acelera significativamente o trabalho dos engenheiros de software."
Dois tipos de eixo– o ELGG acionado por correia e o EGC acionado por fuso – também foram integrados a essa rede para garantir um posicionamento preciso e ainda processar módulos de diferentes tamanhos no futuro. "A Festo escolheu tecnologias e soluções que garantem um alto grau de flexibilidade e adaptabilidade", confirma F. Beccarisi. Um exemplo é o músculo pneumático DMSP, "que é capaz de fornecer forças elevadas sem mover componentes mecânicos para frente e para trás", explica C. Giovando. "Em determinadas fases, o músculo nos permitiu compensar rapidamente as tolerâncias e a folga nos pacotes de baterias, o que levou a uma economia significativa de tempo no ciclo." Essa solução também "simulou o comportamento humano na preensão do módulo de bateria para garantir o acoplamento adequado entre a garra e o robô, de modo que um módulo conectado pudesse ser liberado pela aplicação de uma força de impulso sem que essa força causasse erros no robô", explica F. Beccarisi. "Além disso, graças aos motores elétricos da Festo, as garras do módulo podem ser reconfiguradas. Esse é um aspecto importante, já que a desmontagem de uma bateria requer a preensão de diferentes peças de trabalho, que podem ter tamanhos diferentes devido a deformações mecânicas e térmicas durante sua vida útil."
Esse projeto "enfatizou a capacidade de ambas as empresas de solucionar problemas complexos com cenários imprevisíveis", conclui F. Beccarisi. "Essa colaboração destacou como a tecnologia é uma ferramenta essencial para o desenvolvimento e a adoção de práticas sustentáveis e eficientes em termos de recursos, inclusive no setor industrial. Uma abordagem que permite que as empresas utilizem os recursos naturais de forma mais eficiente, reduzam o consumo de energia e os resíduos e contribuam para proteger o planeta para as gerações atuais e futuras."
As soluções inovadoras de automação da Festo otimizam a eficiência, reduzem os tempos de parada e preparam seus processos para o futuro.
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