Estudo comparativo comprova a eficiência energética e a redução de custos dos sistemas de união electromecânicos

Os investigadores examinaram o módulo de união eletromecânico NCFE, concebido para processos de união simples e económicos da Kistler, e sistemas de união comparáveis com accionamentos hidráulicos e pneumáticos, respetivamente, para o estudo comparativo. Todos os sistemas funcionaram com uma força de 15 kN.

O sistema eletromecânico da Kistler funcionou a uma velocidade de 180 milímetros por segundo. Como os sistemas hidráulico e pneumático não podem atingir estas velocidades devido às suas capacidades de bomba e diâmetros de tubo, funcionaram às suas respectivas velocidades máximas: o sistema pneumático atinge aproximadamente 50 milímetros por segundo, enquanto a versão hidráulica atinge 65 milímetros por segundo.

Perda de energia nos sistemas pneumáticos

“A conversão de energia eléctrica em energia de ar comprimido resulta inevitavelmente em perdas”, diz o Prof. Dr.-Ing. Udo Triltsch, Professor de Engenharia Mecânica na Universidade de Ciências Aplicadas de Ostfalia. “Quanto mais ineficiente for o sistema de ar comprimido, maiores serão as perdas: estas diferentes perdas de energia devem ser tidas em conta no cálculo do custo energético dos processos de união pneumática. Para isso, neste estudo, diferenciámos vários sistemas de geração de ar comprimido: sistemas de geração de ar comprimido muito eficientes com pneumáticos eficientes que necessitam de 100 watts-hora para gerar um metro cúbico de ar comprimido, sistemas com pneumáticos médios ou normais que utilizam 175 watts-hora para a mesma quantidade de ar comprimido e, finalmente, sistemas com pneumáticos ineficientes que utilizam 250 watts-hora. Isto permite-nos representar condições industriais realistas”.

Maior eficiência energética dos módulos de união electromecânicos

Tendo em conta estes pressupostos, os investigadores calcularam o consumo de energia necessário para o curso de união dos diferentes sistemas de união. Os resultados mostram que o sistema de união eletromecânico (servo-prensa) da Kistler consome significativamente menos energia do que os outros sistemas durante o teste (ver Fig. 2). “Os resultados demonstram claramente os benefícios de eficiência do sistema eletromecânico,” afirma Nanno Peters, Dipl.-Ing. (FH) na cadeira.

Com base no consumo de energia (Figura 1), a universidade também calculou os custos anuais de energia para cada um dos sistemas de união. Assumiram um total de 260 dias de trabalho por ano e um tempo de funcionamento diário de oito horas, o equivalente a 6.000 horas de funcionamento, bem como o preço médio dos custos de eletricidade industrial (em 2022) por quilowatt-hora. Também aqui, os resultados mostram claramente que as maiores poupanças de custos podem ser alcançadas com os sistemas de união eletromecânica da Kistler.

Fornecer soluções à prova de futuro para uma produção sustentável e poupanças nos custos operacionais

Alexander Müller, Diretor do Centro de Negócios NC Joining Systems da Kistler, tira uma conclusão positiva: “Estamos, naturalmente, muito satisfeitos com os resultados do estudo. Estes provam que oferecemos soluções sustentáveis e preparadas para o futuro. A pegada ecológica é um parâmetro crucial na produção. Por isso, oferecemos aos nossos clientes módulos e soluções que combinam rentabilidade, sustentabilidade e eficiência. Quando os utilizadores mudam de um sistema pneumático para uma solução eletromecânica, por exemplo, podem reduzir o seu consumo de energia até 93%. Também beneficiam de custos operacionais globais mais baixos - afinal, também poupam nos custos de aquisição e operação se o seu sistema de união for configurado de acordo com a aplicação. Nesse caso, tanto os custos de manutenção como o consumo de CO2 são comprovadamente mais baixos a longo prazo.”