Come può un’azienda manifatturiera contenere i costi della spesa energetica implementando al contempo l’efficienza operativa? Ovviamente, la questione può essere affrontata da diverse prospettive. Ma uno dei temi più rilevanti è di certo quello dei consumi dei motori elettrici, che secondo l’Agenzia Internazionale dell’Energia (Iea) rappresentano più del 53% di quelli globali di elettricità, e in certi comparti manifatturieri possono raggiungere quota 70%. Occorre dunque disporre, nello shopfloor, di motori avanzati, studiati per una spesa minore e per la massima efficienza. Lo sa bene Weg, una multinazionale brasiliana leader nella produzione di apparecchiature elettriche ed elettroniche, fondata nel 1961 a Jaraguá do Sul, dove è ancora la sede principale. L’azienda produce una vasta gamma di prodotti, tra cui motori elettrici, generatori, trasformatori, turbine, drive, e sistemi di automazione industriale. Weg in particolare è nota per la capacità di fornire soluzioni complete per il controllo del movimento e la gestione dell’energia: per far ciò, integra l’hardware, con soluzioni digitali avanzate. I ricavi netti di Weg hanno raggiunto i 32,5 miliardi di real brasiliani (circa 5,7 miliardi di euro) nel 2023.
Guidata dal ceo Alberto Yoshikazu Kuba, Weg impiega più di 40mila dipendenti a livello globale e opera in più di 120 paesi con stabilimenti di produzione in 15 nazioni. Peraltro, nell’agosto del 2022, Weg ha annunciato l’acquisizione del ramo d’azienda Azionamenti di Gefran, azienda italiana che produce sensori, componenti e apparecchiature per l’automazione industriale, per un valore complessivo stimato di 23 milioni di euro. Il managing director di Weg Italia, circa 52 dipendenti e 100 milioni di fatturato, è Alexandre Mestre Moreno; quello di Weg Automation Europe (la divisione che si occupa di automazione industriale), 180 dipendenti, è Reinaldo Stuart Junior.
Weg ha dato vita a W23 Sync+ un motore che supera il livello di efficienza energetica IE5, il massimo attualmente raggiungibile. Il motore utilizza una particolare proprietà dei circuiti, la riluttanza magnetica, per creare movimento, con uno statore che genera un campo rotante e un rotore senza avvolgimenti o magneti permanenti, composto da materiale ferromagnetico. I vantaggi per le aziende includono un’efficienza energetica superiore con risparmi fino al 30% rispetto ai modelli a induzione, costi operativi ridotti grazie alla semplicità meccanica e alla minore necessità di raffreddamento, e la capacità di mantenere una coppia costante a velocità variabili, eliminando la necessità di ventilazione esterna.
Peraltro, Weg ha dato vita anche a Weg Motion Drives, un “pacchetto” integrato e flessibile che combina motori, riduttori, drive e soluzioni digitali per migliorare la produttività degli impianti manifatturieri. Fra i vari vantaggi, migliora l’efficienza operativa, ottimizzando i componenti e riducendo i tempi di fermo.
Ne abbiamo parlato con Paolo Rovesti, sales director in Weg Automation Europe. L’occasione, Sps Italia, la fiera dedicata all’automazione, al digitale e alla sostenibilità per l’industria manifatturiera.
D: Dal vostro punto di vista, come sta evolvendo il mondo dei motori elettrici e dell’automazione? Quali sono i trend? Su cosa puntate, in particolare?
R: Fra i trend evidenzierei la sostenibilità, il risparmio energetico, e l’industria 5.0. Sulla scorta di questi ultimi, Weg sta cercando di posizionarsi sul mercato con soluzioni globali: ha dato vita a Weg Motion Drives, un pacchetto integrato e flessibile che combina motori, riduttori, drive e soluzioni digitali per migliorare la produttività degli impianti manifatturieri. Si intende portare efficienza energetica sul powertrain, sulla catena di potenza che arriva alla macchina. Tutto ciò comporta peraltro affidabilità, migliore controllo di macchine e apparecchiature, processi operativi più intelligenti e maggiore efficienza per l’impianto.
D: Quali sono i vantaggi del “pacchetto integrato” per l’azienda utente?
R: Un pacchetto integrato e flessibile che combina motori, riduttori, drive e soluzioni digitali offre numerosi vantaggi per le applicazioni industriali. Anzitutto, migliora l’efficienza operativa, ottimizzando i componenti e riducendo i tempi di fermo. Poi, semplifica il progetto e l’installazione, grazie alla facilità di integrazione e riduzione della complessità. Al contempo, offre flessibilità e scalabilità, adattandosi facilmente alle diverse esigenze operative; e migliora le prestazioni con un controllo preciso della velocità, coppia e posizione, e integra soluzioni digitali per il monitoraggio remoto e la manutenzione predittiva. Inoltre, aumenta l’efficienza energetica ottimizzando i consumi e includendo funzioni di risparmio energetico e garantisce affidabilità e durata grazie alla compatibilità tra i componenti, riducendo il rischio di guasti. Infine, facilita il supporto e la manutenzione attraverso un servizio integrato e la manutenzione predittiva, riducendo i tempi di fermo non pianificati.
Weg Motion Drives è un “pacchetto” integrato e flessibile che combina motori, riduttori, drive e soluzioni digitali per migliorare la produttività degli impianti manifatturieri. Fra i vari vantaggi, migliora l’efficienza operativa, ottimizzando i componenti e riducendo i tempi di fermo.
D: Quella che offrite è una soluzione “chiavi in mano”?
R: Il “pacchetto” che forniamo a system integrator e Oem è quello già citato, con inverter, motore e riduttore. Quindi per quanto riguarda l’aspetto del movimento, si tratta di una soluzione “chiavi in mano”.
D: Al di là delle soluzioni globali, quali sono le applicazioni verticali più avanzate?
R: Un esempio sono i nostri nuovi motori. Quelli della Weg erano già ad alta efficienza, IE4, in una scala dove IE5 è il massimo: noi portiamo W23sync+ che supera l’IE5. Tutto ciò rappresenta un avanzamento di rilievo: si tratta di una via di mezzo tra un motore asincrono tradizionale e un brushless. È un motore a riluttanza.
D: Che cos’è un motore a riluttanza?
R: Un motore a riluttanza è un tipo di motore elettrico che funziona sfruttando la riluttanza magnetica, cioè la tendenza di un materiale a opporsi alla creazione di un campo magnetico al suo interno. In pratica, questo motore crea un movimento rotatorio attraverso la variazione della riluttanza lungo il percorso del flusso magnetico.
D: Quali sono i principali componenti di un motore a riluttanza?
R: In genere, i principali componenti di un simile strumento includono lo statore e il rotore. Il primo, simile a quello dei motori a induzione, è costituito da avvolgimenti che generano un campo magnetico rotante quando alimentati da corrente alternata. Il secondo, diversamente dai modelli a induzione, non ha avvolgimenti o magneti permanenti, ma è composto da materiale ferromagnetico con denti o poli che creano percorsi di riluttanza variabile. Il principio di funzionamento si basa sull’interazione tra il campo magnetico dello statore e il rotore, che tende ad allinearsi con la direzione di minore riluttanza del campo magnetico generato dallo statore, creando così il movimento rotatorio.
D: E quali sono i vantaggi del motore a riluttanza?
R: I motori a riluttanza sono più efficienti grazie sia alla loro progettazione che al principio di funzionamento. Anzitutto, direi che la principale ragione è l’assenza di avvolgimenti o magneti nel rotore, che elimina le perdite per effetto Joule presenti nei motori a induzione. Inoltre, sono questi motori progettati per minimizzare le perdite magnetiche attraverso un percorso magnetico efficiente e una struttura ottimizzata del rotore e dello statore. Inoltre, l’uso di sistemi di controllo elettronici avanzati ottimizza ulteriormente il funzionamento, riducendo le perdite energetiche. La semplicità meccanica e la riduzione delle esigenze di raffreddamento, grazie a minori perdite elettriche e magnetiche, contribuiscono anch’esse all’efficienza energetica complessiva di questi motori.
D: Quindi, a quanto equivale il risparmio energetico con W23 Sync+?
R: I nuovi motori W23 Sync+ mantengono un’efficienza molto elevata indipendentemente dalle variazioni di velocità o dal carico, con conseguenti risparmi energetici fino al 30% rispetto ai motori a induzione con inverter di frequenza. Inoltre, operano su un ampio spettro di velocità preservando la coppia senza la necessità di ventilazione esterna. La loro capacità intrinseca di mantenere la coppia costante anche a velocità variabili annulla la necessità di ventilatori. Quindi, sono perfetti per attività che richiedono velocità adattabile e coppia costante. W23 Sync+ ha subito riscontrato l’interesse del mercato, sebbene questo sia tendenzialmente “conservatore”.
D: Qual è la vostra strategia sull’innovazione?
R: L’innovazione la cerchiamo ogni giorno. Tuttavia, quello che attualmente il cliente si aspetta è la manutenzione preventiva e predittiva, perché intende anticipare i problemi di produzione. WEG ha creato sistemi che comunicano con il drive, che a sua volta “parla” con un supervisore remoto, indicando i parametri di temperatura e delle vibrazioni. Un esempio è il sensore Motor Scan, che consente il monitoraggio da remoto dei motori Weg. Sulla scorta dei dati acquisiti, permette agli operatori di assumere decisioni informate sullo “stato di salute” dei motori presenti nello shopfloor. Il sistema utilizza l’IoT e le analisi dei Big Data. Si installa facilmente grazie ad un morsetto: in questo modo Motor Scan rileva temperatura superficiale, ore di operatività, vibrazioni, velocità, carico, tempi di avvio e di arresto e altro. Le informazioni vengono inoltrate ed elaborate su Cloud. Poi c’è Motion Fleet Management.
Con Motion Fleet Management è possibile conoscere lo stato operativo di un’intera flotta industriale: motori elettrici, azionamenti a velocità variabile a bassa e media tensione e soft-starter, relè intelligenti di avviamento, riduttori, motoriduttori, compressori.
D: Che cos’è Motion Fleet Management?
R: È lo strumento con il quale è possibile conoscere lo stato operativo di un’intera flotta industriale: motori elettrici, azionamenti a velocità variabile a bassa e media tensione e soft-starter, relè intelligenti di avviamento, riduttori, motoriduttori, compressori, tra le altre risorse, che vengono applicati in qualsiasi tipo di industria o installazione. Attraverso la raccolta periodica dei dati e l’elaborazione avanzata dei dati, sia a livello periferico che nel cloud, vengono generati insight preziosi. Mfm è basato sul cloud computing e opera sulla piattaforma Wegnology che ne consente l’utilizzo in qualsiasi parte del mondo e da qualsiasi sito globale Weg.
D: Qual è l’investimento di Weg in R&D?
R: Weg investe oltre il 2,5% del suo ricavato netto (Nor, Net Operating Revenue) in ricerca e sviluppo (R&D) e innovazione. Questo investimento aiuta Weg a rimanere competitiva e a creare prodotti sempre più avanzati ed efficienti.
D: Cosa sono gli azionamenti Adv200? Perché sono innovativi?
R: Costituiscono una famiglia di inverter vettoriali a orientamento di campo. Sono realizzati in Italia, a Gerenzano. Sono basati su un’estrema modularità meccanica e su una piattaforma di programmazione potente, intuitiva e completamente “aperta”. Offrono flessibilità di integrazione in qualsiasi architettura di sistema della più moderna automazione.
D: Perché parliamo di modularità?
R: Perché sono frutto di una concezione innovativa di tecnologia integrata che offre appunto una totale “modularità”. Adv200 è stato ingegnerizzato per facilitare qualunque operatore nell’installazione in sistemi tradizionali od in soluzioni di macchina specifiche, garantendo insieme spazi ridotti e maneggevolezza d’uso.
D: L’IA gioca o giocherà un qualche ruolo e perché? In quale tipo di prodotto?
R: Attualmente sappiamo che giocherà un ruolo, ma forse è troppo presto per sapere quale. Probabilmente l’IA sarà utilizzata per sviluppare nuovi prodotti; per ora, sappiamo che dobbiamo confrontarci con questa nuova realtà. Detto questo, va sottolineato che i nostri inverter dispongono di applicativi software “intelligenti”, ma c’è anche un problema di definizione di IA.
D: Come saranno i motori elettrici e gli azionamenti del futuro?
R: A mio avviso, i trend dell’efficientamento energetico e quello del monitoraggio preventivo saranno sempre più rilevanti. I motori avranno un layout simile a quello di W23 Sync+, a riluttanza; e gli inverter dovranno essere in grado di gestire motori e sensori di questo tipo.
