La tutela dell'ambiente è ormai una delle principali priorità aziendali a livello mondiale. L'influenza di clienti, dipendenti, comunità, fornitori, investitori e organizzazioni governative, come l'Agenzia per la protezione dell'ambiente degli Stati Uniti (EPA) e il Global Compact delle Nazioni Unite, ha spinto le aziende a sviluppare e implementare nuove iniziative di sostenibilità.

È ormai un dato di fatto che le aziende manifatturiere svolgono un ruolo importante nel contribuire a preservare l'ambiente. E le aziende che dimostrano una forte adozione delle iniziative di sostenibilità nella propria strategia aziendale non solo danno l'esempio, ma ne vedono anche i benefici in termini di profitti.

I responsabili della sostenibilità aziendale e i professionisti in ambito di salute e sicurezza ambientale (EHS) sono sempre più tenuti a rispettare specifici indicatori chiave di prestazione (KPI) per dimostrare le prestazioni positive dei programmi. Secondo un sondaggio relativo ai report sulla sostenibilità* condotto da KPMG nel 2020, l'80% delle aziende in tutto il mondo e oltre il 95% delle aziende più grandi attualmente riportano i risultati delle iniziative di sostenibilità.

Quando si tratta di monitorare la sostenibilità nel settore manifatturiero industriale, la riduzione del consumo energetico e del consumo di gas serra sono spesso parametri chiave. Se attualmente il tuo impianto non raccoglie dati sul consumo energetico, i primi passi da compiere sono definire quali aree monitorare e stabilire parametri di base o indicatori chiave di prestazione (KPI).

Punto di partenza

Inizia esaminando i singoli processi e le attrezzature del tuo impianto, come ad esempio il sistema di raccolta delle polveri. Due fattori che contribuiscono in modo significativo al consumo energetico del collettore di polveri sono la ventola del collettore e il condizionamento dell'aria quando le emissioni vengono espulse all'esterno. Analizziamo in modo più dettagliato questi due fattori e proponiamo possibili soluzioni che potrebbero aiutare il tuo impianto a essere più efficiente dal punto di vista energetico a un costo ridotto.

Scarico interno o esterno delle emissioni

Ogni impianto e applicazione presenta le proprie peculiarità, pertanto i responsabili devono decidere se lo scarico interno o esterno del sistema di raccolta delle polveri sia l'approccio giusto. Ad esempio, le applicazioni che creano sostanze e gas cancerogeni o pericolosi devono scaricare all'esterno per aiutare a gestire i rischi correlati all'esposizione e alla possibile contaminazione di macchine e prodotti.

Se per un'applicazione specifica non è necessario lo scarico esterno, le strutture che utilizzano sistemi di raccolta delle polveri efficienti e affidabili possono trarre vantaggio dallo scarico interno delle emissioni e dal ricircolo dell'aria al loro interno.

Quando un collettore di polveri è configurato per far ricircolare aria fredda o calda nell'impianto, quest'aria ricircolata rimane alla temperatura desiderata o quasi, richiedendo un consumo energetico inferiore rispetto all'introduzione di nuova aria che potrebbe dover essere raffreddata o riscaldata.

Gli impianti di lavorazione situati in climi freddi o caldi sono quelli maggiormente influenzati dallo scarico esterno delle emissioni, poiché l'aria di alimentazione viene frequentemente cambiata e deve essere ricondizionata alla temperatura ottimale. Questo processo richiede una notevole quantità di energia e potrebbe essere evitato filtrando e riciclando l'aria internamente.

Utilizzo di un azionamento a frequenza variabile

I collettori di polveri utilizzano energia elettrica durante il funzionamento e la maggior parte del carico elettrico proviene dal motore della ventola che sposta l'aria attraverso il sistema di filtrazione.

È importante impostare e monitorare i livelli del flusso d'aria della ventola per garantire una corretta raccolta delle polveri. Se il flusso d'aria è troppo elevato quando si installano nuovi filtri, questi potrebbero rompersi o usurarsi prematuramente. Quando i filtri sono vecchi e il flusso d'aria è troppo basso, la velocità dell'aria potrebbe non essere sufficiente a catturare la polvere dal punto di raccolta e ciò potrebbe favorire il deposito della polvere nei condotti o l'accumulo di polvere. Entrambi gli scenari possono causare l'accumulo di polvere nella fabbrica e aumentare i costi totali del processo produttivo.

In molte applicazioni, il livello del flusso d'aria è fondamentale per la qualità del processo e del prodotto finale. Ad esempio, un flusso d'aria eccessivo in una saldatura di acciaio inossidabile può allontanare il gas di protezione dalla saldatura abbassandone la qualità, mentre un flusso d'aria insufficiente può esporre gli operatori a composti pericolosi.

Il metodo meccanico per controllare il flusso d'aria del collettore di polveri prevede la regolazione manuale di un regolatore in uscita sulla ventola del collettore. Questa regolazione deve essere effettuata correttamente e spesso, poiché le condizioni operative possono cambiare nel tempo. Questo processo manuale da solo potrebbe non essere sufficientemente affidabile da fare una differenza misurabile e potrebbe addirittura comportare uno spreco di energia, poiché la valvola crea una pressione statica aggiuntiva che la ventola potrebbe dover superare.

Molte di queste sfide possono essere mitigate utilizzando un azionamento a frequenza variabile (VFD). Il VFD monitora i parametri del sistema di raccolta delle polveri, come la pressione di velocità all'interno di un condotto o la pressione statica all'ingresso del collettore, i quali possono entrambi essere direttamente collegati a un parametro operativo desiderato, come la portata volumetrica. Il VFD monitora il parametro desiderato e regola automaticamente il flusso d'aria in base alle variazioni delle condizioni. Ciò consente al sistema di raccolta delle polveri di mantenere un flusso d'aria più soddisfacente anche quando i filtri iniziano a raccogliere le particelle.

La maggior parte delle aziende installa un VFD con l'obiettivo di ridurre il consumo energetico, ma è anche importante effettuare una corretta manutenzione dei filtri. Se si utilizza un collettore di polveri con filtri usurati, potrebbe essere necessario aumentare la potenza del VFD per mantenere un flusso d'aria adeguato, il che a sua volta consumerà una maggiore quantità di energia.

Ad esempio, un incremento della pressione differenziale di soli 102 millimetri di acqua (100 decapascal) sui filtri può aumentare il consumo energetico della ventola del 20-55%, eliminando potenzialmente qualsiasi risparmio derivante dall'installazione di un VFD e aumentando il consumo energetico del collettore di polveri.

Monitoraggio del consumo energetico con un collettore di polveri connesso

Quando si adottano misure per ridurre il consumo energetico del sistema di raccolta delle polveri, è importante monitorare anche l'impatto di tali modifiche. Se non si possono misurare, non si raggiungerà alcun miglioramento. Per creare report efficaci sulla sostenibilità, è fondamentale raccogliere dati che dimostrino che gli investimenti effettuati hanno prodotto risultati positivi.

Basato su oltre un secolo di esperienza nella filtrazione e sulla più recente tecnologia IoT, il servizio di filtrazione connessa iCue di Donaldson è progettato per monitorare da remoto il sistema di raccolta delle polveri di una struttura e fornire informazioni operative direttamente agli utenti finali.

Il servizio iCue di Donaldson include il monitoraggio VFD e tiene traccia della potenza istantanea e dell'energia giornaliera consumata dalla ventola. Questi dati sono essenziali per comprendere i KPI di sostenibilità e forniscono agli utenti una base di riferimento, in modo che l'utilizzo dell'energia possa essere ottimizzato per l'efficienza e i risparmi possano essere quantificati.

I dati e le informazioni raccolte sono importanti perché i responsabili della manutenzione spesso vogliono far funzionare i filtri il più a lungo possibile per mantenere bassi i costi dei componenti e della manodopera. Tuttavia, conoscere il momento migliore per ottimizzare la sostituzione dei filtri a intervalli può aiutare a mantenere tempi di attività costanti dell'impianto e a supportare iniziative aziendali più ampie incentrate su pratiche sostenibili e di risparmio energetico.

I team di facility management che aspirano aria filtrata all'interno del loro edificio dovrebbero anche prendere in considerazione l'utilizzo di un monitoraggio connesso e di avvisi automatici, in modo da sapere quando viene rilevato un potenziale problema e poter intervenire rapidamente. Inoltre, lo scarico all'interno dell'edificio aumenta la necessità di avvisi in tempo reale, poiché eventuali problemi con il collettore di polveri possono avere ripercussioni immediate sulle linee di produzione, sulle macchine e sui lavoratori.

Di seguito sono riportati tre indicatori chiave monitorati dal servizio Donaldson iCue per misurare il consumo energetico di un collettore di polveri:

• Un avviso di pressione differenziale ti aiuta a sapere quando è necessario sostituire i filtri o se sono intasati. Ad esempio, il monitoraggio da remoto è in grado di controllare la pressione di un filtro HEPA, per aiutarti a gestire l'aria che ritorna al tuo impianto.

• Un avviso di tendenza del particolato potrebbe indicare una rottura del filtro, consentendoti di sostituirlo rapidamente e ridurre al minimo l'accumulo di polvere nell'impianto.

• I dati sul flusso d'aria ti aiutano a sapere quando hai una velocità di cattura e una velocità di trasporto significative nelle prese d'aria dell'impianto.

Supportare il programma di risparmio energetico della tua azienda

Il monitoraggio e la misurazione del consumo energetico del collettore di polveri possono avere un impatto positivo e significativo sul programma di risparmio energetico. Una volta definita la strategia di sostenibilità e valutato l'approccio allo scarico delle emissioni, valuta l'opportunità di avvalerti di un servizio di monitoraggio come il servizio iCue di Donaldson. Può contribuire a prolungare la durata del filtro del tuo collettore di polveri, a risparmiare energia nella tua struttura, a migliorare il tuo budget annuale e, in definitiva, ad aiutare la tua azienda a raggiungere importanti obiettivi di sostenibilità.

**Sondaggio KPMG relativo ai report sulla sostenibilità 2020