Ridurre i consumi per crescere in competitività

L’efficientamento energetico è diventato un obiettivo prioritario per le aziende ceramiche, sempre più esposte alla volatilità dei costi energetici e a normative ambientali stringenti. Migliorare le prestazioni degli impianti significa oggi intervenire sull’intero sistema produttivo, integrando automazione, digitalizzazione e gestione intelligente delle risorse. 

Secondo Gruppo B&T di Formigine (Modena), parlare di energy saving oggi non significa soltanto ricercare le soluzioni migliori per ottenere una riduzione dei consumi, ma attiene al concetto più ampio di efficienza industriale. “La vera competitività - commenta Abigail Scoccia, Corporate Product Manager di Gruppo B&T - si costruisce ottimizzando l’intero processo produttivo, non solo una singola fase. L’efficienza diventa una questione di cost effectiveness: il valore si genera in fabbrica, ed è lì che l’energy saving diventa un vantaggio competitivo concreto”. In un contesto di forte pressione competitiva globale, tensioni geopolitiche e normative europee sempre più stringenti come l’ETS, diventa fondamentale ottimizzare l’intero processo produttivo. Energia, materie prime, acqua e riduzione degli sprechi diventano leve strategiche, ed è qui che l’innovazione tecnologica fa la differenza. “Quando parliamo di energy saving - aggiunge Abigail Scoccia - non possiamo più limitarci alla riduzione dei consumi di gas ed energia elettrica. Parliamo di efficienza industriale a 360 gradi”. Sul fronte delle tecnologie a disposizione, a seconda delle varie fasi del processo produttivo, ci sono diverse soluzioni da approfondire. Pressatura e cottura, da sempre, rappresentano il cuore dell’impianto. “La nostra innovativa pressa Supera® - racconta Scoccia - garantisce un caricamento omogeneo delle polveri e una pressatura senza stampo, eliminando la fase di estrazione. Con una sola pressa è poi possibile sostituire le vecchie tecnologie tradizionali e replicare il catalogo prodotti, ma anche diversificare la propria proposta con prodotti unici sul mercato”. Sul fronte della cost effectiveness, inoltre, Supera® consente un risparmio sull’utilizzo di materie prime e la possibilità di riduzione degli spessori e del cclo cottura; un minore consumo specifico di energia elettrica (grazie al sistema brevettato Start&Stop); il recupero degli scarti in crudo e la riduzione degli scarti in cotto. “Anche per quanto riguarda i forni - continua Abigail Scoccia - per Gruppo B&T l’evoluzione significa efficienza: più qualità e meno consumo di combustibile, con una proposta diversificata per rispondere alle esigenze di tutti i nostri clienti. Il forno Titanium® è equipaggiato con il bruciatore Titanium® dotato di un sistema brevettato di ricircolo dei fumi che consente di ottenere fino a un -20% di consumo (e quindi di emissioni) rispetto a configurazioni tradizionali. Il bruciatore Vulcan Plus® consente l’efficientamento dei forni (anche realizzati da altri fornitori) già esistenti presso la clientela, con un risultato di saving fino a 9%. È possibile un risparmio ulteriore grazie al sistema di modulazione A/G (aria/gas) manuali e automatizzati per una regolazione puntuale della macchina”. 
Gruppo B&T propone anche soluzioni basate su combustibili alternativi (H2) o fonti energetiche alternative (elettrico) a favore di quei produttori ceramici che vogliano diversificare la dipendenza dalla fonte energetica. “Per quanto concerne, invece, la linea di finitura - chiude Abigail Scoccia - Gruppo B&T propone Vortex® e Tornado® della divisione Ancora, macchine ad alto livello di automazione che hanno caratteristiche molto interessanti: utilizzo di inverter per ridurre fino al 50% il consumo di energia elettrica e riduzione consumo di consumabili; rettifica a secco e riduzione fino al 50% di consumo acqua in lappatura; compattezza per ottimizzazione layout e facile replacement su linee esistenti”. 
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Ellek Automazioni di Arceto di Scandiano (Reggio Emilia) è una realtà specializzata nella progettazione e realizzazione di impianti di automazione industriale orientati all’ottimizzazione dei consumi energetici delle macchine e dei processi produttivi. “I nostri impianti  - spiega Giuliano Casali, responsabile commerciale e socio fondatore di Ellek Automazioni - nascono da un approccio integrato che combina competenze di ingegneria elettrica, automazione e controllo di processo. Fin dalle prime fasi di progettazione, l’analisi dei carichi, dei cicli di lavoro e delle reali esigenze operative consente di dimensionare correttamente motori, azionamenti e quadri elettrici, evitando sovradimensionamenti che si traducono in sprechi di energia e costi operativi inutili. Un ruolo centrale è svolto dall’impiego di inverter e sistemi di controllo evoluti, in grado di adattare in tempo reale la velocità e la potenza delle macchine alle effettive necessità produttive”. Questo permette di ridurre in modo significativo i consumi nelle fasi di carico parziale, che rappresentano una condizione frequente in molti impianti industriali. “L’ottimizzazione dei profili di movimento e delle rampe di accelerazione e decelerazione – continua Casali - contribuisce a limitare i picchi di assorbimento e a migliorare l’efficienza complessiva del sistema. Gli impianti realizzati da Ellek Automazioni integrano sistemi di monitoraggio e supervisione che consentono di raccogliere e analizzare i dati energetici in modo continuo. Attraverso la visualizzazione dei consumi per singola macchina o linea, l’operatore può individuare anomalie, inefficienze o margini di miglioramento, intervenendo in maniera mirata. Questa disponibilità di dati rappresenta uno strumento fondamentale anche in ottica di manutenzione predittiva e di miglioramento continuo”. Particolare attenzione è rivolta all’interazione tra automazione e gestione energetica di stabilimento. “Gli impianti - aggiunge Giuliano Casali - possono essere predisposti per dialogare con sistemi di energy management, favorendo una gestione intelligente dei carichi e una migliore distribuzione dell’energia disponibile. Il risultato è una riduzione dei costi energetici, un aumento dell’affidabilità delle macchine e un minore impatto ambientale”. Un ulteriore elemento di valore è la capacità di gestire e valorizzare i recuperi energetici provenienti da sistemi di cogenerazione. “L’integrazione tra automazione di macchina e fonti di energia autoprodotta – conclude Casali - consente di coordinare i flussi energetici, favorendo l’autoconsumo e riducendo la dipendenza dalla rete. Attraverso logiche di controllo dedicate, l’energia recuperata può essere scambiata e redistribuita in modo intelligente tra le diverse utenze dello stabilimento. Questa gestione dinamica dei recuperi permette non solo di migliorare il bilancio energetico complessivo, ma anche di stabilizzare i carichi, limitare i prelievi nei momenti di picco e aumentare l’efficienza globale dell’impianto”. 

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Anche per la SACMI di Imola il tema dell’efficienza negli impianti ceramici non riguarda esclusivamente le nuove installazioni ma, sempre più spesso, interessa la possibilità di intervenire su forni e linee già in esercizio, riportandole a condizioni ottimali sotto il profilo energetico e qualitativo attraverso interventi mirati. Da questo punto di vista, il consumo energetico del forno rappresenta una delle principali voci di costo nel processo ceramico e il principale responsabile della quota di emissioni in atmosfera. Senza contare il suo ruolo cruciale in relazione al prodotto finito, per mantenere nel tempo performance stabili e ripetibili. Nel quadro della nuova easyFactory ceramica, l’approccio SACMI propone due famiglie di interventi complementari: i nuovi piani di revamping del forno con ROI garantito e l’introduzione di sistemi di visione artificiale con IA, per evolvere il controllo qualità nella direzione del controllo di processo. “L’attività di upgrade tecnologico del forno – afferma Paolo Mongardi, presidente di SACMI - parte sempre da una misurazione sul campo effettuata da un nostro tecnico, che tiene conto della curva di cottura utilizzata e delle condizioni operative reali della macchina. Da questa analisi deriva una specifica proposta che, solitamente, prevede la sostituzione dei bruciatori con soluzioni più efficienti, insieme a una precisa quantificazione dei risparmi di energia conseguibili per ogni kg di prodotto cotto. Su questa base viene definita la miglior proposta contrattuale, sia in termini di riduzione dei consumi sia in termini di tempi di ritorno dell’investimento (ROI). Se, ad esempio, la valutazione oggettiva e trasparente condotta sul forno evidenzia la possibilità di ridurre i consumi del 5, 10 o 15%, questa percentuale viene inserita nel contratto. Dopo l’installazione vengono effettuate nuove misurazioni sul campo per verificare i risultati conseguiti; i tempi di ritorno dell’investimento risultano in questo modo sempre certi, in quanto definiti in funzione di queste rilevazioni”. L’intervento di sostituzione dei bruciatori include inoltre l’ottimizzazione del processo di cottura in tutte le sue fasi, con l’obiettivo di mantenere costanti le performance del forno e migliorare la qualità del prodotto. “All’interno di questa famiglia - sottolinea Mongardi - si collocano proposte specifiche come l’intervento FMJ “diffuso” per sistemi ad aria-gas modulato FMA, EKO e FMJ “iper-diffuso” per modelli di forni ad aria fissa (FMS, FMP, FCC). In entrambi i casi è prevista la modifica dei bruciatori esistenti con bruciatori di nuova generazione e l’intervento prevede dal 5 al 10% di savings garantiti”. La digitalizzazione dei sistemi rappresenta l’altra faccia dell’approccio SACMI all’efficientamento degli impianti. “Questa famiglia di soluzioni - ribadisce Paolo Mongardi - riguarda in particolare i nuovi sistemi di visione con telecamere proposti da SACMI-Italvision, con un duplice obiettivo: l’automazione dei controlli, che diventano oggettivi e sul 100% della produzione, e l’evoluzione del concetto stesso di controllo qualità nella direzione del controllo di processo. Soluzioni come Flawmaster+, Optima+, Optima DHD, Optima Kiln, sono progettate da SACMI per identificare e classificare in ogni specifica fase ogni eventuale non conformità in modo accurato, automatico e ripetibile, generando vantaggi immediati sull’efficienza del processo, come il miglioramento della qualità e l’opportunità di evitare rilavorazioni non necessarie su prodotti già non conformi”. 

Il Gruppo Hera di Bologna ha costituito Hera Servizi Energia Spa, in cui è confluita  la divisione che sin dal 2003 è attiva nell’autoproduzione di energia e nell’efficientamento energetico di clienti industriali: un portafoglio di 40 siti industriali - tra cui Ducati Motori, Granterre e Cerdomus - dove sono stati installati 50 MWh elettrici e 150 MWh di potenza termica.
“Utilizziamo un approccio collaudato nel tempo - dichiara Michele Martignani, responsabile clienti industriali - che segue tre fasi e si avvale di uffici dedicati per velocizzare le decisioni. La prima è l’analisi dettagliata del sito, dove individuiamo gli interventi, definiamo le priorità e, soprattutto, identifichiamo il beneficio economico diretto, in termini di riduzione dei consumi e delle quote ETS”. A questa segue l’individuazione delle più corrette tecnologie applicabili, selezionate tra quelle consolidate - come la cogenerazione e trigenerazione, il fotovoltaico e le pompe di calore ad alta temperatura - , o di frontiera, che solo in determinate condizioni sono in grado di generare profittabilità: le fuel cell, i sistemi di accumulo BESS fino a tecnologie che utilizzano la molecola dell’idrogeno.
Il terzo pilastro sono le modalità contrattuali di attuazione. Il Servizio Energia, dove Hera rimane titolare della produzione di energia e la divisione si occupa di gestire il tutto, in forma di ESCO; i servizi di O&M degli apparati tecnologici e quelli di EPC, dove si realizzano e si finanziano gli investimenti tecnologici a 360°.
“Gruppo Hera ha il vantaggio di essere global service nell’energia e nel recupero dei rifiuti industriali, quali la plastica - conclude Martignani. Il tutto volendo essere partner delle aziende con l’obiettivo di aiutare il tessuto industriale del territorio, storica missione di Gruppo Hera”.

(Articolo di Andrea Ghiaroni, pubblicato in "CER il giornale della ceramica" n.416. Foto di copertina di ITALVISION, Industrial Vision Systems, a company of SACMI)