Un estudio comparativo demuestra la eficiencia energética y el ahorro de costes de los sistemas de unión electromecánicos

Los investigadores examinaron el módulo de unión electromecánico NCFE, diseñado para procesos de unión sencillos y sensibles a los costes de Kistler, y sistemas de unión comparables con accionamientos hidráulicos y neumáticos respectivamente, para el estudio comparativo. Todos los sistemas funcionaron con una fuerza de 15 kN.

El sistema electromecánico de Kistler funcionó a una velocidad de 180 milímetros por segundo. Como los sistemas hidráulico y neumático no pueden alcanzar estas velocidades debido a las capacidades de sus bombas y a los diámetros de sus tuberías, funcionaron a sus respectivas velocidades máximas: el sistema neumático alcanza aproximadamente 50 milímetros por segundo, mientras que la versión hidráulica alcanza 65 milímetros por segundo.

Pérdida de energía en sistemas neumáticos

«La conversión de energía eléctrica en energía de aire comprimido da lugar inevitablemente a pérdidas», afirma el Prof. Dr.-Ing. Udo Triltsch, profesor de Ingeniería Mecánica en la Universidad de Ciencias Aplicadas de Ostfalia. «Cuanto más ineficiente sea el sistema de aire comprimido, mayores serán las pérdidas: estas diferentes pérdidas de energía deben tenerse en cuenta al calcular el coste energético de los procesos de unión neumática. Con ese fin, diferenciamos entre varios sistemas de generación de aire comprimido en este estudio: sistemas de generación de aire comprimido muy eficientes con neumática eficiente que requieren 100 vatios hora para generar un metro cúbico de aire comprimido, sistemas con neumática media o normal que utilizan 175 vatios hora para la misma cantidad de aire comprimido y, por último, sistemas con neumática ineficiente que utilizan 250 vatios hora. Esto nos permite representar condiciones industriales realistas».

Mayor eficiencia energética de los módulos de unión electromecánicos

Teniendo en cuenta estas suposiciones, los investigadores calcularon el consumo de energía de carrera de unión requerido de los diferentes sistemas de unión. Los resultados muestran que el sistema de unión electromecánico (servoprensa) de Kistler consume significativamente menos energía que los otros sistemas durante la prueba (ver Fig. 2). «Los resultados demuestran claramente las ventajas de eficiencia del sistema electromecánico», dice Nanno Peters, Dipl.-Ing. (FH) en la cátedra.

Basándose en el consumo de energía (Figura 1), la universidad también calculó los costes energéticos anuales de cada uno de los sistemas de unión. Se asumió un total de 260 días laborables al año y un tiempo de funcionamiento diario de ocho horas, el equivalente a 6000 horas de funcionamiento, así como el precio medio de los costes de la electricidad industrial (en 2022) por kilovatio hora. También en este caso, los resultados muestran claramente que el mayor ahorro de costes se puede lograr con los sistemas de unión electromecánicos de Kistler.

Proporcionar soluciones preparadas para el futuro para una producción sostenible y ahorros en los costes operativos

Alexander Müller, director del Centro de Negocios de Sistemas de Unión NC en Kistler, saca una conclusión positiva: «Por supuesto, estamos muy satisfechos con los resultados del estudio. Demuestran que ofrecemos soluciones preparadas para el futuro y sostenibles. La huella ecológica es un parámetro crucial en la producción. Por lo tanto, ofrecemos a nuestros clientes módulos y soluciones de unión que combinan rentabilidad, sostenibilidad y eficiencia. Cuando los usuarios cambian de un sistema neumático a una solución electromecánica, por ejemplo, pueden reducir su consumo de energía hasta en un 93 %. También se benefician de menores costes operativos generales; después de todo, también ahorran en costes de adquisición y operativos si su sistema de unión está configurado de acuerdo con la aplicación. En ese caso, se ha demostrado que tanto los costes de mantenimiento como el consumo de CO2 son menores a largo plazo».