La sostenibilidad en los robots industriales de Yaskawa

A la hora de hablar de sostenibilidad en la producción industrial, los robots ofrecen un potencial de ahorro considerable, a menudo sin explotar, que permite un mejor uso de la energía y los materiales.

Los enfoques clave son, por ejemplo, la prolongación de la vida útil, el aumento de la eficiencia energética en el funcionamiento continuo o la optimización de la fabricación y la logística.

Utilizar un robot durante el mayor tiempo posible es más económico que adquirir uno nuevo, y también es una gran estrategia de ahorro. Por ello, Yaskawa lleva años apostando por solo comercializar productos de larga duración. Mientras que estos fueron diseñados para una vida útil de entre ocho y doce años como máximo, en la actualidad la mayor parte de los robots Motoman siguen superando los 30 años de uso continuado.

Sin embargo, este ciclo de vida de aproximadamente ocho años de los robots no ha cambiado. Ello plantea la cuestión de qué ocurre con el robot después de este periodo. En general, los robots eran simplemente sustituidos por una nueva unidad, pero bajo los actuales estándares de sostenibilidad, el objetivo debería ser prolongar su operatividad más allá del primer ciclo de vida.

Una posibilidad, al menos teórica, es seguir utilizando el robot tras el final calculado de periodo de vigencia y llevarlo a reparar en caso de avería. Estas suelen durar varios días, aunque haya un técnico de servicio disponible y se pueda diagnosticar rápidamente la razón por la que ha cesado su funcionamiento o reducido su rendimiento. Un tiempo durante el cual la producción se interrumpe, aumentando y dificultando el cálculo de los costes de reparación. Por último, las condiciones de reparación en el entorno de producción no suelen ser las ideales debido a cuestiones como la accesibilidad limitada y la frecuente falta de equipos de elevación y transporte o grúas de carga en el centro productivo. Razones por las que las reparaciones imprevistas in situ deben limitarse a casos de emergencia y urgencia absoluta.

Motivo por el que el llamado retrofit, proceso mediante el cual se renueva o sustituye un robot Motoman envejecido, cobra un mayor sentido. Yaskawa, fabricante mundial de soluciones de robótica y automatización industrial, pone en manos de sus clientes ambas opciones: en una revisión a fondo, el robot se desmonta por completo y se restaura hasta dejarlo casi en perfecto estado. A continuación, el robot se devuelve al cliente. Una solución recomendable cuando se puede prescindir del robot durante un periodo de tiempo prolongado, por ejemplo, tras un cambio de producto.

Sin embargo, a menudo se necesita una respuesta más rápida. En este caso, es preferible cambiar el robot por un modelo idéntico ya reacondicionado con idénticas especificaciones. Una resolución que solo requiere un reajuste de los programas de trabajo y que puede realizarse en unas pocas horas.

En lo referente a la eficiencia energética, el primer aspecto para tener en cuenta es la media de emisiones de CO₂ (potencial de calentamiento global, GWP) de las tres fases del ciclo de vida del robot. La menor cantidad de CO₂ se produce durante la fase de “fin de vida”, en la que la energía puede devolverse al sistema según los principios del reciclaje. Mientras que la mayor proporción se produce —como era de esperar y de manera más que notable con respecto al resto— durante la fase de uso, sobre todo cuando esta dura muchos años. De esta forma, cuantos más recursos se ahorren durante su fase de funcionamiento continuo, más contribuirán los robots a aumentar la sostenibilidad.

El control inteligente de los procesos operativos, como la parada automática de las instalaciones de producción en las pausas operativas planificadas, ya permite ahorrar una gran cantidad de energía per se. Pero también existen soluciones de ahorro energético específicas para robots. En sus muy diversas tareas, ya sea manipulación, paletizado, unión o mecanizado, los robots industriales también realizan muchos movimientos hacia abajo o hacia los lados, durante los cuales sus servomotores disipan energía. Hasta ahora, los modelos de robots más antiguos del mercado convertían esta energía en calor residual mediante resistencias eléctricas, y la liberaban al medio ambiente sin utilizarla.

En su afán por lograr la máxima eficiencia energética y sostenibilidad en sus productos, Yaskawa ha desarrollado una solución técnica mediante la cual esta energía desaprovechada por los robots tradicionales es devuelta a la red eléctrica, para su reutilización sin hardware adicional. Gracias a esta vanguardista tecnología, todos los robots Motoman de mayor tamaño y con cargas útiles de hasta 50 kg aproximadamente, y los últimos controladores de robot YRC1000, son capaces de convertir la energía cinética de los movimientos descendentes y laterales en corriente alterna de 400 V a 50 Hz y devolverla a la red.

El resultado es una reducción de las necesidades energéticas del robot, en valores empíricos, de entre el 8 y el 25% dependiendo de las tareas y los patrones de movimiento individuales. Lo que se puede traducir en un ahorro anual de unos 2.800 KWh por robot. Esto equivale al consumo de energía aproximado de un hogar de tres personas, y representa una reducción de más de 1.600 kg de emisiones de CO₂ y de 1.000 euros en costes de electricidad.

Por último, señalar también que los robots Motoman ofrecen un mayor potencial de eficiencia gracias a su diseño robusto y compacto, con masas móviles reducidas y a la rápida aplicación de los frenos durante las pausas de movimiento, lo que desactiva el control de posición activo cuando no se utiliza.

Como proveedor y empresa en su conjunto, Yaskawa también se ha fijado altos objetivos de sostenibilidad no solo en Europa, sino en todo el mundo. El grupo tecnológico alinea sus actividades con los 17 objetivos de desarrollo sostenible de la ONU y promueve el uso de sus productos para proyectos sostenibles de, por ejemplo, riego, colocación, siembra y producción eficiente de alimentos en la agricultura inteligente para un futuro más sostenible. Mediante la venta de productos eficientes en el uso de los recursos, la empresa pretende contribuir a un ahorro equivalente a 100 veces las emisiones de CO₂ autoinducidas para 2025.

Muestra del compromiso de Yaskawa por la reducción de las emisiones es su apuesta por una fabricación de cercanía. De esta manera, Europa y concretamente España se han convertido en uno de sus grandes centros de producción. La planta de fabricación de robots de Yaskawa en Kocevje, Eslovenia, inaugurada en 2018, satisface hoy casi el 90% de la demanda europea de robots Motoman.

Por su parte, este mismo año Yaskawa ha inaugurado sus nuevas instalaciones en España. Un nuevo espacio, ubicado Viladecans, que permitirá a la compañía dar respuesta a una industria que cada vez demanda más soluciones de robótica y que está apostando por la implementación de soluciones de automatización para sus procesos productivos.

La fabricación local evitará las emisiones de CO₂ y de gases de escape asociados a los miles de kilómetros ahorrados en transporte, así como acorta los plazos de entrega para los clientes y usuarios europeos.

Una estrategia corporativa que afianzará la posición de Yaskawa como referente en sostenibilidad en el sector industrial y le acercará a sus metas de reducir un 36% de su huella de carbono en 2030 y lograr una producción neutra para 2050.