Automatización para mañana: digital y verde

Tras dos años de declive, en 2021 empezaron a funcionar más robots industriales en Europa. Según informó la Federación Internacional de Robótica (IFR por sus siglas en inglés) en junio de 2022, el nivel del año pasado fue incluso superior al máximo de 2018, con unas 78.000 unidades. En particular aumentó la demanda en los sectores del metal y la maquinaria (+50 %) y los plásticos y productos químicos (+30 %). Por el contrario, en la industria del automóvil no se registró un crecimiento, sino que se mantuvo en su alto nivel de 19.300 instalaciones. El renovado crecimiento es positivo para los fabricantes de robots y componentes, pero el Pacto Verde de la UE los pone bajo presión: El llamamiento a la neutralidad climática desafía a los desarrolladores de soluciones de automatización a combinar la transformación digital con la ecológica.

Para garantizar que el uso generalizado de las tecnologías digitales no conduzca inevitablemente a un aumento constante del consumo de energía, los residuos electrónicos y la huella ecológica, es importante vigilar el ciclo de vida del producto, desde su construcción hasta su reciclaje. "Tenemos que distinguir el paquete de CO2 con el que enviamos nuestro producto al cliente de las emisiones que se generan durante el uso", afirma el Dr. Maik Fiedler, Director de las Áreas de negocio de Automatización y Manipulación por vacío de J. Schmalz GmbH. Para que el paquete sea lo más reducido posible, Schmalz apuesta por rutas de adquisición cortas -el 50 % de los proveedores proceden de su propio estado federado-, por la electricidad procedente de fuentes renovables y por un sistema de distribución sostenible. "Evitamos los materiales y procesos de fabricación que consumen mucha energía desde la fase de desarrollo. Así ahorramos material y el cliente consume menos energía en el funcionamiento posterior", dice Fiedler, citando un procedimiento que se practica en Schmalz desde hace años. Ahora. el experto en técnica de vacío escribe el siguiente capítulo y desarrolla sistemas completamente independientes del aire comprimido.

Parece una solución sencilla, pero requiere superar algunos obstáculos. Uno de ellos es la mayor densidad de potencia de los generadores neumáticos de vacío. "Estamos desarrollando nuevos conceptos de sistemas que combinan de forma inteligente componentes puramente eléctricos. Esto nos permite alcanzar tiempos de ciclo comparables a los de los potentes generadores de vacío neumáticos, incluyendo la descarga activa", dice Fiedler.

El eficiente concepto consiste en una bomba de vacío eléctrica de instalación central por un lado, un acumulador y válvulas montadas cerca de la ventosa por otro lado. "Nuestros acumuladores son los tubos flexibles en los que precargamos el vacío para disponer de él cuando sea necesario. De este modo, se reduce considerablemente el tiempo de evacuación. Al utilizar varias válvulas, podemos instalar varios circuitos de aspiración independientes", explica el experto en técnica de vacío. Al presentar la solución puramente eléctrica, que está a la altura de los sistemas neumáticos, Fiedler tiene en mente la nueva válvula de ventilación LQE. Está montada directamente en la ventosa y reduce el volumen real que hay que evacuar mediante la precarga. Esto permite una rápida ventilación. "Dependiendo del sistema, estamos hablando de tiempos inferiores a 50 milisegundos. El secreto de esto es la gran sección transversal, que permite obtener flujos de más de 300 litros por minuto", subraya Fiedler. El control totalmente eléctrico del actuador de la válvula de vacío de 3/2 vías aporta una mayor eficiencia energética a todo el sistema. Además, Schmalz ha integrado un sensor que vigila y controla el vacío y el proceso directamente en la ventosa. "Así es como ponemos la sostenibilidad en línea con la transformación digital", dice Fiedler.

El corazón de la automatización por vacío sin aire comprimido es un potente generador de vacío: la Compact-Pump GCPi. Pesa unos tres kilogramos y es tan compacta que también puede utilizarse en robots ligeros. En combinación con una batería -solo necesita una alimentación de 24 voltios- está preparada para aplicaciones móviles con sistemas de transporte autónomos (AGV) y robots (AMR). "La nueva Compact-Pump es significativamente más barata de operar que un eyector comparable, incluso después de un ciclo de trabajo corto", subraya Fiedler.

Este concepto 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 de la cartera de productos. Alcanzan altos valores de vacío y flujos en relación con el espacio de instalación, son robustos y pueden utilizar las líneas de aire comprimido existentes. Schmalz optimiza continuamente los generadores neumáticos de vacío en cuanto a su eficiencia energética. Pero hay otros aspectos que hacen que la automatización sea sostenible: Por un lado, se trata de una cuestión de vida útil y de lo fácil que sea sustituir las piezas de desgaste o separar y reciclar los distintos materiales. Por otro lado, la digitalización proporciona apoyo con la monitorización de estado y el mantenimiento predictivo. Entre otras cosas, los usuarios pueden hacer un seguimiento del proceso y de los componentes de vacío utilizados. Además, los gemelos digitales aceleran la puesta en marcha y simulan de forma realista el proceso posterior. "La digitalización nos ofrece muchas herramientas para descubrir y eliminar los derrochadores de energía", afirma Fiedler.