La movilidad del futuro exige soluciones innovadoras, ahora más que nunca. La transición a la electromovilidad ofrece un enorme potencial, pero también alberga complejos desafíos. ¿Cómo pueden producirse las baterías de forma más sostenible, utilizarse de forma más eficiente y reciclarse con sensatez al final de su vida útil? Aquí es precisamente donde entran en juego Festo y Comau, ya que con sus soluciones de automatización pioneras contribuyen a una economía circular que ahorra recursos. Aquí podrá comprobar que se trata de algo más que una simple declaración.
Con 50 años de experiencia y una presencia global, Comau, una empresa del Grupo Stellantis, es líder mundial en soluciones de automatización avanzadas y sostenibles.
“Además de desarrollar tecnologías innovadoras y fáciles de usar, nuestra cartera incluye productos y sistemas para la producción de vehículos, así como soluciones digitales y robóticas avanzadas para satisfacer las necesidades de producción de mercados en rápido crecimiento como la logística, las energías renovables y la construcción naval”, afirma Francesco Beccarisi, Innovation & Process Technologies de Comau. El mercado de la electromovilidad crece de forma sostenible. “Aunque las baterías de iones de litio seguirán siendo la tecnología dominante en el sector de la automoción durante los próximos 5 - 10 años, el mercado experimentará un aumento significativo de la demanda de baterías de nueva generación, como las de estado sólido”.
Se necesitan nuevas tecnologías y procesos de fabricación más eficientes, sostenibles y rentables para apoyar la producción industrial a gran escala de baterías de nueva generación y acelerar la transición energética.
“La movilidad eléctrica y las importantes inversiones realizadas en los últimos años marcan el inicio de la evolución del transporte”, explica Claudio Giovando, Global Key Account Manager Automotive & Electric Vehicles Business Developer de Festo. “Además de las soluciones para la producción de celdas, módulos de baterías y motores eléctricos, Festo se ha interesado desde el principio por cerrar el ciclo de producción de las propias baterías con el fin de reducir los residuos y promover la reutilización de los materiales. Esto contribuirá a reducir la extracción de materias primas raras y limitadas que, de otro modo, no podrían satisfacer la demanda de este mercado en rápido crecimiento”.
La transformación energética y ecológica del sector del transporte se está haciendo realidad. “En consonancia con los objetivos de descarbonización de la Unión Europea, la Comisión Europea ha adoptado el paquete legislativo Fit for 55, cuyo objetivo es reducir las emisiones de gases de efecto invernadero de los vehículos en un 55 % para 2030 y en un 100 % para 2050," confirma F. Beccarisi. “La electrificación es, por tanto, el futuro de la movilidad”.
La demanda de una producción más eficiente y sostenible de baterías y motores eléctricos es sin duda uno de los retos más importantes para las empresas que operan en diversas fases de la industria del automóvil y el transporte. “Para que la transición energética sea realmente sostenible, no solo hay que gestionar la producción eficiente de tecnologías de electrificación de última generación, sino también el impacto ambiental de las baterías al final de su vida útil”, añade F. Beccarisi. Por ello, Comau se ha unido al "Battery Regeneration Project", que cuenta con el apoyo de la organización sin ánimo de lucro Class y de Cobat, una plataforma de servicios de economía circular. El objetivo es crear una cadena de suministro italiana para el reciclado y la reutilización de baterías de litio.
La atención prestada a la sostenibilidad ha llevado a Festo y Comau a abordar la importante cuestión del reciclaje o la reutilización de las baterías viejas de los vehículos eléctricos. De ahí surgió Flexible Battery Dismantling (Flex-BD), que consiste en “desarrollar una solución de automatización para el desmontaje automatizado desde los paquetes hasta los módulos de las baterías”, explica F. Beccarisi. “Los módulos pueden reciclarse en BlackMass mediante el proceso de trituración o reutilizarse para producir nuevas baterías”.
El proyecto, por el que Comau recibió el Premio a la Innovación en SMAU 2023, “pretende crear una estación altamente flexible que pueda desmontar distintos tipos de baterías para vehículos eléctricos”, explica C. Giovando. “Ha reunido a varios actores europeos, entre ellos Festo y Comau, para desarrollar soluciones de alta calidad para una economía más sostenible”.
Para crear la estación Flex-BD se utilizaron diversas tecnologías de Festo, “desde actuadores electromecánicos con motores y accionamientos hasta válvulas de seguridad MS6-SV certificadas con función de escape rápido, que aseguran una desconexión para la prevención de riesgos de la zona del sistema en caso de emergencia”, explica C. Giovando. Estos componentes se eligieron para facilitar el ajuste del formato e igualar automáticamente la posición de las baterías. “Esto llevó a la creación de una estación eficiente e innovadora que puede trabajar con diferentes tipos de paquetes de baterías y minimiza la necesidad de intervención manual”.
La principal característica de la estación desarrollada es su flexibilidad, que le permite manejar distintos tipos de baterías y ser utilizada potencialmente por cualquier fabricante. “Además, el uso de soluciones sencillas e innovadoras ha reducido considerablemente los costes de implantación y preparación, así como el tiempo de ciclo, lo que permite procesar un mayor número de componentes en el mismo tiempo”, explica C. Giovando. "Por otro lado, la estación también puede utilizarse en la fase de producción para el montaje de baterías, la restauración o la sustitución de módulos que se hayan identificado como defectuosos para, así, garantizar que el producto final producido es un paquete de baterías eficiente”.
“Las soluciones utilizadas en Flex-BD incluyen las electroválvulas VTUG, que ofrecen tiempos de conmutación rápidos, bajo consumo de energía y elevados caudales en un diseño ligero y compacto, lo que las hace idóneas para su uso en aplicaciones flexibles de automatización y robótica”, añade C. Giovando. “Estas soluciones están disponibles en varios lenguajes de bus de comunicación, como punto a punto, multipin e IO-Link®. En concreto, la versión AP permite crear una red con topología en línea, estrella o árbol que se comunica con el PLC del cliente utilizando los buses de comunicación más habituales. Por eso disponemos de la versión Profinet de la estación CPX-AP-I, que, además de tiempos de comunicación extremadamente rápidos, permite la conexión de hasta 500 componentes e integra la gestión de unidades de válvulas con una función de autoaprendizaje, lo que reduce y agiliza considerablemente el trabajo de los ingenieros de software”.
También se han integrado en esta red dos tipos de ejes, el ELGG accionado por correa y el EGC accionado por husillo, para garantizar un posicionamiento preciso y procesar módulos de diferentes tamaños en el futuro. “Festo ha elegido tecnologías y soluciones que garantizan un alto grado de flexibilidad y adaptabilidad”, confirma F. Beccarisi. Un ejemplo es el músculo neumático DMSP, “que puede proporcionar fuerzas elevadas sin mover componentes mecánicos de un lado a otro”, explica C. Giovando. “En ciertas fases, el músculo nos permitió compensar rápidamente las tolerancias y holguras de los paquetes de baterías, lo que supuso un importante ahorro de tiempo en el ciclo”. Esta solución también “simulaba el comportamiento humano en el agarre de módulos de baterías para garantizar un acoplamiento adecuado entre la pinza y el robot, de modo que un módulo agarrado pudiera soltarse aplicando una fuerza de impulso sin provocar errores en el robot debido a la aplicación de fuerza”, continua F. Beccarisi. “Además, gracias a los motores eléctricos de Festo, las pinzas modulares pueden reconfigurarse. Se trata de un aspecto importante, ya que desmontar una batería requiere agarrar distintas piezas, que pueden tener tamaños diferentes debido a deformaciones mecánicas y térmicas durante su vida útil”.
Este proyecto “puso de relieve la capacidad de ambas empresas para resolver problemas complejos con escenarios impredecibles”, concluye F. Beccarisi. “Esta colaboración resalta cómo la tecnología es una herramienta esencial para el desarrollo y la adopción de prácticas sostenibles y eficientes en el uso de los recursos, incluso en el sector industrial. Un planteamiento que permite a las empresas utilizar los recursos naturales de forma más eficiente, reducir el consumo de energía y los residuos y contribuir a proteger el planeta para las generaciones actuales y futuras”.
Las innovadoras soluciones de automatización de Festo optimizan la eficiencia, reducen los tiempos de parada y preparan sus procesos para el futuro.
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