Cálculo sencillo de la huella de CO2 de una máquina-herramienta

¿Cuál es la huella de CO₂ de una máquina-herramienta? Cualquiera que quiera preparar un informe de sostenibilidad para una empresa de fabricación o documentar el progreso en las emisiones de gases de efecto invernadero probablemente trasladará esta pregunta a la cadena de suministro. La respuesta no es fácil: al fin y al cabo, una máquina-herramienta se compone de decenas de miles de piezas individuales, incluidos los materiales adquiridos y los productos preliminares.

Hay una enorme variedad de productos, desde fresadoras compactas para intrincados mecanismos de relojería hasta prensas para piezas de aviones: Casi cada máquina es única. ¿Cómo se llega a un valor que también sea válido y comparable para los contables? “La propia evaluación del CO₂ ya es compleja”, explica el profesor Felix Hackelöer, del Instituto de Automatización e Informática Industrial de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Colonia, “y lo es mucho en el caso de las máquinas herramienta”. Hackelöer es miembro de un grupo de expertos formado por iniciativa de la VDW (Asociación Alemana de Constructores de Máquinas-Herramienta). El grupo se enfrentó a la tarea de desarrollar las llamadas Reglas de Categoría de Producto (PCR) para máquinas herramienta. Esto implica un método de cálculo que puede utilizarse para determinar la huella de carbono del producto (PCF), es decir, el CO₂ de una máquina-herramienta. En el equipo también participan Expertos de seis empresas miembros de la VDW -Chiron, DMG Mori, Grob, Heller, Schuler y United Grinding-, así como expertos de los departamentos de la VDW y la VDMA implicados en la normalización. El objetivo debería ser utilizar una norma de la VDMA para crear una directriz que, en el mejor de los casos, pueda convertirse en una norma ISO.

Según Felix Hackelöer, la determinación de la huella de CO₂ de una máquina-herramienta requiere una metodología “que combine una buena precisión con un esfuerzo razonable”. Un análisis detallado de hasta el 99% de la masa no es posible con las máquinas herramienta.

El grupo de proyecto se reunió por primera vez en febrero de 2024. Hubo una breve fase de descubrimiento en la que se presentaron diferentes experiencias y se debatieron posibles enfoques. Jörg Süssdorf, director de Calidad Global de Schuler Pressen, Göppingen, informa de que se llegó rápidamente a un acuerdo sobre algunos puntos clave: “Muchas empresas anhelan un papel sencillo y bien estructurado”, afirma. “Acordamos que nuestras normas también deben poder aplicarse a las PYME sin mucha burocracia”. Los resultados deben ser comparables y adaptables internacionalmente. Pero también deben permitir recalcular o comprobar si los participantes en el mercado parecen menos fiables. Fi-nalmente, se fijó el objetivo de que el PCF pudiera calcularse en un solo día con el método que se iba a desarrollar. Hasta ahora se consideraba realista un plazo de tres meses en el mejor de los casos. “Si se cumplen todos estos requisitos”, dice Süssdorf, “hay un claro beneficio para las empresas”.

“Siempre surge la pregunta de cuál es el beneficio para mi empresa”, dice Jörg Süssdorf, Schuler Pressen. “La publicación de la huella de CO₂ ofrece la oportunidad de diferenciarse positivamente de la competencia”. Foto: Schuler.

El PCF incluye todas las emisiones de gases de efecto invernadero causadas por un producto en las distintas fases de su ciclo de vida. En el primer paso, el grupo del proyecto VDW acordó el enfoque “de la cuna a la puerta”, es decir, un planteamiento que se centra en los recursos, la fabricación de productos preliminares y, por último, la producción del producto final, hasta el momento en que la máquina sale de la fábrica del fabricante.

Henning Bornkessel, director de Sostenibilidad y Gestión de Procesos de DMG Mori, Bielefeld, explica las razones de este planteamiento. “El factor decisivo para nosotros fue la perspectiva del cliente”, afirma. “De la cuna a la puerta es un área bien definida sobre la que podemos hacer afirmaciones fiables. Es exactamente lo que les interesa a nuestros clientes para su huella de CO₂”.

Las discusiones “más acaloradas” del grupo de expertos giraron, como ellos mismos dicen, en torno a la cuestión de cuántos detalles eran necesarios. “Los enfoques de nivel superior requieren una consideración detallada de hasta el 99% de la masa de una máquina”, afirma Felix Hackelöer y subraya: “Esto no es posible con las máquinas herramienta”. Según el científico de Colonia, surgió la pregunta de qué sentido tiene calcular el PCF hasta la arandela más pequeña. El objetivo del grupo de trabajo era, por tanto, desarrollar una metodología para el PCF de las máquinas herramienta que combinara una buena precisión con un esfuerzo razonable.

En los PCR que ahora pone a disposición el grupo de proyecto VDW, se guía a los usuarios a través del proceso en nueve pasos. Por supuesto, se trata principalmente de la máquina y sus componentes individuales. Además, se tienen en cuenta las emisiones generadas directamente in situ por el fabricante de la máquina, así como las fuentes de energía adquiridas, que se asignan a las máquinas producidas según corresponda.

En principio, el fabricante debe definir primero los límites de cobertura. ¿Se trata sólo del producto propio o de todo el suministro, incluidos los robots de carga, por ejemplo? A continuación, la máquina se desmonta virtualmente. Todas las piezas individuales se clasifican por peso utilizando la lista de piezas. Los armarios de control y los motores deben considerarse por separado, ya que pueden contener CRM (materias primas críticas) como tierras raras, cobre o cobalto, que se asocian a elevadas emisiones de CO₂. La directriz ofrece un enfoque práctico para su contabilización.

La cosa se pone interesante cuando se considera la masa restante de la máquina (tras deducir el armario eléctrico y los motores). En este caso, los expertos decidieron aplicar el principio de Pareto (regla 80/20), que debe su nombre al economista italiano Vilfredo Pareto, para simplificar las cosas. Aplicado a la máquina-herramienta, significa que unas pocas piezas constituyen la mayor parte de la masa y, por tanto, también de la huella de carbono. Ahora se trata de identificar, a partir de la lista de piezas clasificadas, las piezas que representan al menos el 80% de la masa restante. Su PCF puede calcularse multiplicando el peso por el factor de emisión correspondiente. Los factores de emisión de los distintos materiales pueden obtenerse del proveedor o de las bases de datos pertinentes. Las partes restantes que aún no se han notificado pueden extrapolarse en consecuencia, lo que resulta rápido y, según la experiencia de los expertos implicados, conduce a un nivel de precisión comparable al de una consideración completa de todas las partes, como subraya Hackelöer.

Al final, la suma de las huellas individuales da como resultado la huella de carbono del producto de toda la máquina-herramienta, que se especifica como equivalente de CO₂ en kilogramos, un valor que puede incluirse en cualquier informe de sostenibilidad, comprobarse y compararse con otros.

Además del procedimiento descrito, la norma de la VDMA ofrece un ejemplo de cálculo y definiciones, explicaciones de las normas ISO pertinentes y referencias a bases de datos de factores de emisión, a las que se puede acceder gratuitamente. “Toda la información necesaria puede encontrarse en nuestro documento o en fuentes públicas específicas”, subraya Jörg Süssdorf. Por primera vez, existe un enfoque que también es practicable para las numerosas PYME representadas en el sector, promete. Todo es fácil de entender y puede llevarse a cabo sin necesidad de formación.

Para Matthias Baur, coordinador de Equipo de Dinámica Estructural y de Procesos de Grob-Werke, Mindelheim, el trabajo sobre la norma VDMA llegó en el momento justo. A partir de 2025, la Directiva sobre informes de sostenibilidad corporativa de la UE obligará a la mayoría de las empresas a elaborar informes de sostenibilidad exhaustivos. “La normalización ayuda a la comprensión común y a la eliminación de numerosos factores de incertidumbre”, subraya el Dr. Baur, que ya ha participado en varios procesos de normalización, entre ellos el de la eficiencia energética.

Es probable que esta opinión sea compartida por la VDW, que se ha comprometido a mejorar la huella ecológica de las máquinas-herramienta. Y con razón: Hace dos años, una encuesta entre los visitantes de la EMO de Hannover reveló que el futuro de la sostenibilidad en la producción ocupaba un lugar destacado en la lista de prioridades del 68% de los visitantes, e incluso más para los visitantes extranjeros (tres cuartas partes) que para los visitantes alemanes. Como organizador de la EMO Hannover 2025, es probable que la VDW esté muy interesada en impulsar una nueva norma que haga comparable la huella ecológi-ca de las máquinas-herramienta y pueda elevarla a un nuevo nivel a largo plazo.

Las máquinas-herramienta pueden constar de decenas de miles de piezas individuales o tener el tamaño de un campo de fútbol. La evaluación del CO₂ es, por tanto, muy compleja. Foto: Schuler Pressen. www.emo-hannover.de