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MARZO 2016AUTOMAZIONE OGGI 388 87
su situazioni anomale. Situazioni che possono provocare, oltre a un
aumento dei consumi, anche una non corretta allocazione dei costi.
Senza dimenticare che spesso i guasti e i malfunzionamenti delle
apparecchiature elettriche ed elettroniche sono imputabili proprio
a problemi indotti dalla rete di distribuzione.
Una pulizia costosa
Uno degli esempi più evidenti, ma spesso trascurati, degli enormi
sprechi è rappresentato dalla produzione di aria compressa. Basti
ricordare, banalmente, che circa il 40% dell’aria prodotta viene
dissipato a causa di fori e trafilamenti nelle condotte di trasporto,
perdite di pressione all’interno dei tubi e mancanza di manuten-
zione. Una situazione ulteriormente aggravata dal fatto che, in
molti casi, l’uso dell’aria è incontrollato. Anche perché, essendo
sempre disponibile, il suo costo di produzione non viene consi-
derato. Ciò induce gli operatori a utilizzare le pistole ad aria com-
pressa per gli usi più svariati, compresi quelli di pulizia personale
dalla polvere, che comportano consumi sensibili e incontrollati.
Valutiamo le scelte
Proprio l’Eco Power Meter è stato lo strumento alla base di una spe-
rimentazione effettuata dai tecnici di Panasonic su una troncatrice.
Un’apparecchiatura chiamata a movimentare una massa di 100 kg
per circa 2.000 cicli allora. Un movimento verticale affidato, origi-
nariamente, a un pistone pneumatico, con doppia camera di dia-
metro 80 mm. Considerando le caratteristiche fisiche del pistone:
(Pa) Pressione da applicare: 5 bar
(C) Corsa: 225 mm
(A) Area pistone cilindro: 1.226 dm2
(b) Diff area pistone /stelo: 1.156 dm2
ogni ciclo comporta un consumo:
Consumo = Pa × C × (A + b) = 26,8 Nl (Normal Litro)
Considerando che 2.000 cicli all’ora corrispondono
a 34 cicli minuto, si avrà un consumo di aria al minuto di:
CAm = 26,8 × 34 = 911,1 Nl
All’atto pratico, per avere circa 1.000 Nl al minuto a 5 bar,
devo impiegare un compressore d’aria in grado di sviluppare
circa 1.200 Nl al minuto a 8 bar. Un compressore con queste
caratteristiche ha un motore da circa 7,5 kW che, a fronte di
un rendimento medio di 0,95, assorbe a regime potenza di:
7,5 × 0,95 = 7,9 kW
Inoltre, nel caso ideale, il compressore dovrà funzionare
a regime circa 911 × 5 / 1.200 × 8 = 47% del suo tempo.
Questo significa un consumo giornaliero (8 ore) di circa
7,9 KW × 0,47 × 8 = 29,70 kWh
Proviamo con un motore
A fronte di questi consumi, è stata sperimentata la sostituzione
del pistone pneumatico con un motore brushless. In particolare,
attraverso il software MSelect, è stato possibile calcolare quale
motore è indicato per eseguire questo tipo di movimento e va-
lutare l’inserimento di un riduttore 1/10, pignone e cremagliera
e carico da 100 Kg. Attraverso una tabella di calcolo eseguito in
automatico, MSelect ha individuato anche il motore ideale per
questa tipologia di applicazione: un Minas A5 series da 1,5 kW
a bassa inerzia. Sempre attraverso la simulazione software, inol-
tre, è stato possibile prevedere quanta energia viene consumata
per eseguire il movimento. Un esercizio che, in pochi minuti,
permette di calcolare un consumo di energia pari a 451 Wh, al
quale va aggiunto circa il 14% di energia utilizzata dal driver per
funzionare. Tutto questo porta a un consumo di 514,14 Wh, che
moltiplicati per le otto ore lavorative equivalgono a 4,12 kWh. Mol-
tiplicando questi valori per i consumi annuali e per il costo attuale
dell’energia elettrica, risulta che l’azionamento affidato a un mo-
tore brushless assorbe meno di 200 euro all’anno, mentre lo stesso
risultato ottenuto attraverso una soluzione pneumatica comporta
un costo energetico che sfiora i 1.400 euro all’anno. Questo im-
plica che, nei primi dieci anni di vita della macchina, sarà possibile
ottenere un risparmio di circa 12 mila euro, a cui si aggiungono i
vantaggi di una minor manutenzione. Per un’analisi corretta non
dobbiamo però trascurare il fatto che una configurazione standard
brushless (driver, motore, cavi e riduttore 1/10) ha un costo stimato
in circa 2.500 euro. Mentre per ottenere analoghi risultati con una
soluzione pneumatica occorre affrontare un investimento di soli
400 euro. Questo comporta, comunque, che dopo un solo anno e
otto mesi è stata coperta la differenza di investimento e, dopo tale
data, i risparmi energetici si traducono tutti in risparmi economici. Il
ritorno dell’investimento è quindi decisamente limitato.
Quanti vantaggi
Un’ultima considerazione, da non trascurare, riguarda i vantaggi
di un motore brushless rispetto a un azionamento di tipo pneu-
matico: possibilità di eseguire posizionamenti accurati e diversi
per ogni ciclo; possibilità di eseguire rampe di accelerazione e de-
celerazione diverse, costanti e indipendenti dal carico; possibilità
di controllare la coppia durante tutta la fase del movimento; pos-
sibilità di eseguire movimentazioni complesse: Cam o Gearing;
costi di manutenzione quasi nulli. •
Panasonic Electric Works Italia
Minas A5 series da 1,5 kW a bassa inerzia
Eco Power Meter è stato lo strumento alla base di una sperimen-
tazione effettuata dai tecnici di Panasonic su una troncatrice