Sostenibilidad en la automatización

La sostenibilidad en la automatización comienza con la definición de cada sistema. Al elegir la tecnología de actuador adecuada, podrá adoptar la estrategia más energéticamente eficiente para toda la vida útil del sistema. Básicamente, criterios como la dinámica, la fuerza, la controlabilidad, la rigidez de la carga y, por supuesto, la economía influyen enormemente en la selección. En muchos casos, la combinación de ambas tecnologías puede ser la solución óptima.

Electricidad: eficiencia energética con movimientos dinámicos
La técnica de automatización eléctrica ofrece soluciones energéticamente eficientes para movimientos lineales o rotativos muy dinámicos de varios ejes en configuraciones flexibles, permitiendo aplicar fuerzas elevadas con gran precisión.

Neumática: sujeción, retención y tensado energéticamente eficientes
Esta tecnología, económica y de bajo mantenimiento, permite realizar movimientos energéticamente eficientes entre dos posiciones finales como, por ejemplo, retener, tensar, sujetar y presionar. La neumática es una tecnología simple y robusta que puede encontrarse en casi cualquier sector de la técnica de automatización.

Controlled Pneumatics: regulación del caudal, presión y movimiento con eficiencia energética
La dosificación selectiva del aire comprimido le ofrece un gran potencial de ahorro energético. En cada paso de trabajo, puede obtener el máximo rendimiento con la mínima demanda de aire comprimido. Esto ahorra hasta un 50 % de aire comprimido. Más información sobre Controlled Pneumatics.

Servoneumática: eficiencia energética con grandes cargas
Si tiene que controlar la posición de masas mayores, desde 15 kg hasta 300 kg, la servoneumática ofrece una solución energéticamente eficiente y de precio atractivo. Estos conjuntos de accionamiento destacan por su rapidez a la hora de pasar del control de la posición al control de la fuerza, así como por el suave comportamiento de arranque hasta la posición.

Mas ayuda sobre la selección de la tecnología en la Guía de automatización (PDF)

O lea nuestro libro blanco “Neumática o electricidad (PDF)”

Antes de seleccionar una tecnología para su sistema, debe conocer cuál es el consumo de CO₂en la fase de funcionamiento y con qué coste total de propiedad (Total Cost of Ownership TCO) deberá contar en el futuro.

Con nuestra Guía de CO₂ & TCO puede comparar actuadores eléctricos y neumáticos de nuestra gama de productos. La herramienta muestra claramente el consumo de energía, las emisiones de CO₂, los costes de adquisición y el coste total de propiedad, por lo que le ofrece una valiosa ayuda para la toma de decisiones basada en los factores más importantes.

Iniciar la Guía CO2 & TCO

La ingeniería inteligente se centra en el dimensionado perfectamente adaptado y en la selección del sistema de control óptimo.

Nuestras herramientas de ingeniería digital le facilitan el diseño de sus sistemas de manera energéticamente eficiente. Con el dimensionamiento en función de las necesidades de los actuadores neumáticos se puede, por ejemplo, ahorrar hasta un 40 % del consumo de aire de una aplicación. Las matrices de evaluación, las calculadoras de costes y el software de simulación le ayudarán a tomar las decisiones correctas desde el principio y a optimizar los sistemas para sus aplicaciones específicas.

Al sumario de las herramientas de ingeniería

Las medidas de eficiencia energética comienzan con la planificación. La elección meditada del tipo de actuador adecuado para la aplicación es decisiva. Los cilindros de simple efecto o una carrera de retroceso de presión reducida pueden disminuir significativamente el consumo de aire comprimido. Utilice placas reguladoras de presión y reguladores de presión. Para tiempos de inactividad prolongados se recomiendan, por ejemplo, los servomotores/motores paso a paso con frenos de inmovilización.

Las Herramientas de ingeniería de Festo le ayudarán a seleccionar el producto adecuado para su aplicación.

El consumo de energía depende en gran medida del diseño de los actuadores: sobre todo, es importante evitar el sobredimensionamiento de los actuadores. Cuanto más pequeño es el actuador, más eficiente es energéticamente.

• Asegúrese de diseñar correctamente los factores de seguridad y de mover poca masa. Así, es posible ahorrar con actuadores neumáticos hasta el 40 % del consumo de aire de una aplicación.
  Un ejemplo: para el cilindro normalizado DSBC, la reducción del tamaño 40 al 32 supone un ahorro de energía de aprox. el 35 %.
• Si diseña el tren de transmisión como un único elemento podrá dimensionarlo de manera óptima evitando la acumulación de factores de seguridad. Las herramientas de ingeniería de Festo le ayudarán en la tarea. Se trata de prácticos ordenadores, software de simulación y herramientas de configuración como, por ejemplo, la herramienta de diseño y simulación Electric Motion Sizing, el Solution Finder Simplified Motion Series o, también, nuestra Handling Guide Online (HGO).

Mover peso requiere energía. Por ello, intente que la masa que tenga que desplazar sea la menor posible, por ejemplo mediante el dimensionamiento correcto, la combinación de componentes y la elección de productos ligeros.

• Si la carga útil y el tiempo de ciclo de su aplicación lo permitieran, podría emplearse un sistema de manipulación eléctrica tecnológicamente combinado con un eje Z neumático ligero.
• Las pinzas neumáticas son más ligeras que las eléctricas. Esto permite ahorrar peso y energía en aplicaciones móviles.
• Empleando productos ligeros no solo se reduce el consumo de energía. Teniendo en cuenta que su producción requiere menos material, su huella de CO₂también es menor.

Cuanto menor es la fricción, menores pérdidas de energía y mayor vida útil. Para que el funcionamiento sea sostenible, mejor apueste por componentes de baja fricción.

• Nuestros minicarros neumáticos DGSL o DGST se mueven con gran precisión y mínima fricción.
• Para reducir las pérdidas por rozamiento se debe realizar el mantenimiento de los ejes y actuadores eléctricos con regularidad.
• Compruebe siempre si es necesario utilizar un reductor o si se puede prescindir de él.

En muchas aplicaciones, los actuadores eléctricos no solamente se utilizan para acelerar masas, sino también para volver a frenarlas activamente. Cumpliéndose ciertos requisitos, es posible aprovechar esta energía de frenado para ahorrar energía eléctrica, por ejemplo, con un acoplamiento de circuito intermedio.

En aplicaciones en las que coinciden las fases de aceleración y deceleración de diferentes actuadores, se pueden acoplar los circuitos intermedios de los controladores y almacenar en ellos la energía de frenado. Para ello, el controlador del motor CMMP-AS le será de ayuda.

Algunos ciclos de trabajo permiten detener temporalmente el suministro de energía, permitiendo un consumo de energía nulo y sin fugas.

• Apague el suministro de aire siempre que sea posible, por ejemplo, cuando se para la máquina, al finalizar los turnos o en las pausas. Esto funciona automáticamente con nuestro módulo de eficiencia energética de la gama MSE6.
• Para evitar el funcionamiento en vacío improductivo, el sistema completo o los diferentes grupos individuales deberán poderse desconectar en lo posible. Preste atención a que el apagado y el encendido se realicen mediante una secuencia segura.

En la técnica de automatización eléctrica, los ajustes de control óptimos con rampas de arranque planas reducen el consumo de energía y minimizan las vibraciones.

• Con nuestro software de configuración y puesta en funcionamiento Festo Configuration Tool FCT, podrá configurar un buen comportamiento de control con pocas vibraciones e intervenciones del controlador para los sistemas de ejes. A ello contribuye el montaje rígido del eje y el motor.
• La neumática digitalizada con el Motion Terminal VTEM ofrece una amplia gama de Motion Apps para controlar los componentes de accionamiento neumáticos conectados con la mayor eficiencia energética posible.

Para sujetar fiablemente los objetos con vacío, no es necesario mantener constante la presión de vacío. Especialmente tratándose de superficies lisas y materiales no porosos, es posible evitar un consumo de aire constante mediante un circuito de ahorro de aire. El objetivo es: generar vacío solo cuando sea necesario.

El generador de vacío OVEM y el generador de vacío VADMI con control inteligente del vacío solamente generan la presión de vacío cuando es necesaria y pueden desconectarla automáticamente. El ahorro puede llegar a ser aproximadamente un 60 % de la cantidad de aire comprimido previamente requerida.

Existen diferentes formas de reducir el nivel de presión y, por tanto, también los costes energéticos.

• Un nivel de presión innecesariamente alto en toda la red cuesta mucha energía. Reduciendo la presión de la red 1 bar, puede ahorrar hasta un 10 % de energía.
• Algunas máquinas necesitan una presión mínima constante. Si algunas aplicaciones requieren puntualmente un nivel de presión más alto, puede lograrlo de forma descentralizada, por ejemplo, con el Intensificador de presión DPA, en lugar de aumentar la presión en toda la red de suministro.
• Si una aplicación necesita toda la fuerza solo en un sentido de movimiento o si el actuador generalmente se puede operar con una presión más baja, la presión para la carrera de retroceso se puede reducir fácilmente a la mitad. Esto es particularmente fácil de implementar con terminales de válvulas con concatenación en altura o placa de regulación. Con esta solución es posible reducir en más de un 20 % el consumo de aire. Para ello utilice nuestras placas de regulación VMPA1 y VABF.

Una preparación del aire comprimido limpia no solo aumenta la vida útil de los componentes y sistemas, sino que también aumenta la productividad y la eficiencia energética. Este cuidado vale la pena a largo plazo. Nuestras unidades de mantenimiento de la serie MS ofrecen soluciones adecuadas, incluso combinando tamaños.

• El dimensionado adecuado de la preparación del aire comprimido es importante, incluso con las unidades de mantenimiento. Compruebe que los filtros se emplean debidamente, ya que cada etapa de filtrado reduce el caudal y aumenta la caída de presión.
• En la preparación del aire comprimido, el mantenimiento regular y la elección correcta de la calidad del aire comprimido pueden ahorrar hasta un 20 % de energía. La sustitución en el momento oportuno de los elementos filtrantes de las unidades de mantenimiento evita que se produzcan resistencias innecesarias en el caudal.
• En la red de tuberías se recomienda utilizar racores con baja resistencia al caudal. Las líneas de suministro a los sistemas y a las válvulas/terminales de válvulas deben estar lo suficientemente dimensionadas para evitar las pérdidas de presión.
• Utilice distribuidores múltiples, en vez de encadenar derivaciones en T. Con ello se reduce la caída de presión.

Podrá conocer más sobre la selección de la unidad de mantenimiento combinada óptima en nuestro Libro blanco “Preparación del aire comprimido en sistemas neumáticos (PDF)”

Muchos de los tubos flexibles entre las válvulas y los actuadores son demasiado largos y aumentan el consumo de aire comprimido debido al denominado volumen muerto. Este aire improductivo también afecta negativamente al tiempo de ciclo del sistema. A menudo, el volumen muerto en los tubos flexibles representa, especialmente con los actuadores o pinzas de pequeño volumen, una proporción elevada del consumo total.

• Asegúrese de que las longitudes de los tubos flexibles sean lo más cortas posible y que el tendido de los tubos sea óptimo. Recomendamos, sobre todo, el posicionamiento descentralizado de los terminales de válvulas.
• Para acortar los tubos flexibles utilice una herramienta adecuada como el cortador de tubos y mangueras ZRS, para garantizar la estanqueidad de las conexiones y evitar fugas.

Tenga siempre en cuenta que las fugas no detectadas causan costes innecesarios de energía en todo momento. Por experiencia sabemos que la tasa de fugas en los sistemas existentes se puede reducir hasta en un 20 %. Por eso es importante comprobar periódicamente el sistema de aire comprimido, incluyendo la localización de fugas.

• Con nuestros Energy Saving Services, detectamos las fugas en su sistema de forma rápida y fiable, y ponemos fin a las pérdidas de aire comprimido.
• La humedad, la suciedad y el aceite afectan negativamente a las juntas y a la lubricación inicial de los componentes. Por ello, recomendamos disponer directamente en el sistema una preparación del aire comprimido descentralizada.
• Elija los materiales de los tubos flexibles de acuerdo con el entorno. De esta manera, evitará daños químicos, físicos y microbianos y, por consiguiente, fugas.
• Los racores con anillos de junta modernos y con función de apoyo ofrecen una conexión estanca y reutilizable.

Podrá encontrar un mayor potencial de ahorro de energía en los equipos de aire comprimido en nuestro Libro blanco “Reducción de hasta el 60 % en los costes energéticos de los sistemas de aire comprimido (PDF)”

Instale un sistema de control permanente de energía y supervise el consumo de aire comprimido. En principio, todas las fuentes de energía deben supervisarse mediante sensores, en la neumática concretamente con sensores de caudal.

• A partir de la medición del caudal, podrá reconocer de forma rápida y sencilla las desviaciones respecto al estado ideal provocadas, por ejemplo, por fugas o pérdidas de presión. Con esta información, podrá tomar las medidas adecuadas para ahorrar energía.
• La supervisión permanente permite conocer al instante el consumo de aire comprimido. Un caudal demasiado elevado es, a menudo, un indicador de un potencial ahorro.
• Supervise los consumos de aire para poder tomar las medidas oportunas en caso de producirse desviaciones. La supervisión continua del aire comprimido permite contar con una seguridad permanente.
• Apueste por la Predictive Energy Management. Gracias a la inteligencia artificial, es posible calcular de antemano cómo cambiará el estado de sus sistemas. Para ello utilizamos nuestro software Festo Automation Experience (Festo AX).