Gli stampisti italiani in cerca di efficienza

Con un recente Position Paper comparativo il think tank di consulenza e supporto alle imprese The European House – Ambrosetti ha messo a confronto le tariffe energetiche tipiche della Penisola con quelle di altri Paesi concorrenti, con la Germania in testa. È stato così possibile per gli osservatori di Ambrosetti parlare dei costi dell’energia come di un «fattore di penalizzazione» per l’industria nazionale che per un chilowattora di elettricità spende sino a 0,17 euro contro la media Ue di 0,12. Quanto invece alla aziende tedesche, la loro spesa è del 21% inferiore alla nostra, con un dato pari a 0,14 euro per chilowattora.

Il ricercatore Paolo Albertelli

Le imprese meccaniche, attrezzerie e stampisti compresi, appartengono a quella galassia del manifatturiero che secondo quanto riportato dal ricercatore Paolo Albertelli incide per il 33% circa sui consumi industriali totali. Albertelli, impegnato presso il consorzio Macchine Utensili e Sistemi di Produzione di Piacenza, ha puntualizzato che il 25% degli oneri di gestione di una macchina utensile è dettato proprio dall’energia. Intervistato anche da un’altra testata di questo stesso gruppo egli ha evidenziato come per parlare di efficienza energetica la letteratura prenda in considerazione un ampio ventaglio di processi. Fra questi la fusione, le lavorazioni con getto abrasivo, l’elettroerosione, le rettifiche e le lavorazioni per asportazione di truciolo più in generale. Ha notato come l’asportazione di truciolo, che per gli stampisti rappresenta un’operazione cruciale non sia «fra le operazioni più energivore in assoluto, se considerata alla luce della dell’energia consumata per unità di volume di materiale processato (kWh/cm3)». Ma anche che «in questo scenario è possibile classificare e stimare sia i consumi delle macchine e sia dei processi». Una macchina cioè continua a essere energivora anche quando non viene direttamente impiegata in produzione, per esempio in fase di cambio-utensili o riprogrammazione. E perciò, «nel considerare il consumo di energia da parte di una macchina o di una linea vanno esaminati i consumi di tutti i componenti, insiemi e sottosistemi», non solo le applicazioni di asportazione. Per Albertelli, «più significative sono le asportazioni compiute più la macchina aumenta il rendimento perché cala il peso del consumo energetico degli ausiliari se confrontato con l’energia necessaria per processare il materiale. Ma su volumi inferiori, le opere di finitura richiedono la stessa energia». Con qualche inevitabile margine di approssimazione si può stimare che nella sgrossatura una lavorazione da 1.200 centimetri cubi per minuto necessiti di 0,017 chilowattora per centimetro cubo rimosso; laddove un’operazione di finitura da 224 centimetri cubi al minuto genera consumi da 0,05 chilowattora ogni 60 secondi, dunque largamente superiori a quella della sgrossatura. Particolarmente energivoro, ha detto Albertelli, «è il funzionamento dei sottosistemi o degli ausiliari, mentre l’energia associata alla rimozione del materiale potrebbe diminuire adottando semplici accorgimenti di energy saving o, ancora, controllando i consumi nelle fasi di stand-by».

L’ingegner Matteo Strano – Musp

C’è stampo e stampo
Sulle problematiche più direttamente inerenti il segmento degli stampi si è invece soffermato in un’intervista concessa a questa stessa testata l’ingegner Matteo Strano, che presso il Musp è responsabile dell’Area 5, dedicata alle Tecnologie di produzione per il settore aeronautico. «Parlando di stampaggio a freddo», ha distinto Matteo Strano, «l’energia di formatura è proporzionale alla resistenza meccanica del materiale. Nello stampaggio a caldo (al quale fanno riferimento i casi aziendali riproposti nei riquadri in queste stesse pagine, ndr) dominano le proprietà termiche, cioè nello specifico temperatura di ricristallizzazione e conducibilità termica». Sotto gli aspetti dell’efficienza e della sostenibilità gli sforzi dei costruttori, coi quali il Musp oggi collabora soprattutto con sperimentazioni di applicazione delle lavorazioni criogeniche (adatte in particolare per operazioni di tornitura e fresatura di leghe di titanio e superleghe di nichel e basate sulla sostituzione delle tradizionali emulsioni da taglio composte di acqua e olio minerale con un getto di azoto liquido alla temperatura di -196 gradi, addotto direttamente nella zona di taglio, ndr) spaziano in ambiti diversi e non sempre direttamente connessi con la domanda di energia elettrica. Lo scopo ultimo, in questo caso, è più la sostenibilità ambientale che non il risparmio energetico: «In alcuni settori», ha argomentato Strano, «si cerca di usare lubrificanti biocompatibili o biodegradabili. Purtroppo però essi sono meno performanti di quelli tradizionali. Altre strade sono rappresentate poi dalla lubrificazione minimale o dal rivestimento degli stampi, ma anche con tali soluzioni è difficile ottenere risultati migliori di quelli offerti dai processi più consolidati. La fresatura criogenica si sta dimostrando invece una tecnologia di grande interesse: nella pratica si tratta di un taglio a secco che garantisce, su materiali lavorati come il titanio, prestazioni notevoli». Tornando però al tema dei consumi in senso stretto, secondo Strano le aziende oggi stanno concentrando i loro sforzi innovativi sulle macchine e in special modo «sull’uso di nuove macchine per deformazione full electric, eliminando l’idraulica e i frigo per l’olio», nonostante che stiano guadagnando terreno «anche le cosiddette servo-presse, cioè macchine che, a differenza di quelle tradizionali i cui controlli di forza e posizione erano spesso in anello aperto, sempre più spesso diventano in anello chiuso. Questo», ha detto a Stampi l’ingegner Matteo Strano, «consente una maggior controllabilità dei cicli e porta come prodotto collaterale un maggior risparmio di energia».

Vorrei, ma…
Circa le strategie per il contenimento di fabbisogno e sprechi si era espressa sul finire del 2013 anche la community IT Metal, con sede nel centro di ricerca Csmt e nata per iniziativa del centro di ricerca Sscm sul supply chain & service management dell’università di Brescia. La comunità aveva allora pubblicato lo studio Ridurre il costo dell’energia nel settore metal: le leve per sviluppare una strategia vincente, coordinato dal ricercatore Stefano Bonetti e dal docente Andrea Pasotti. Presupposto del loro lavoro era la coscienza che l’industria in genere assorbiva circa il 37% dell’energia prodotta, con la lavorazione di metalli ferrosi a incidervi per il 20% e quella dei minerali non metallici e non ferrosi, insieme, per un ulteriore 13%. Carburanti (35%); gas naturale (24%); carbone (25%) ed elettricità (15%) erano le primarie fonti di sostentamento, contro l’1% delle rinnovabili. Realizzato sulla base di interviste a 62 aziende in maggioranza lombarde il report riguardava per il 60% circa aziende fusorie seguite da quelle delle lavorazioni a caldo e freddo, dell’asportazione di truciolo o di altre lavorazioni d’ambito metal. La maggior parte di esse aveva messo mano fra 2008 e 2010 a investimenti in efficienza e sostenibilità dell’ammontare di 43 milioni contro i 9 delle rilevazioni precedenti. Puntando per lo più a incrementare i loro volumi di produzione a parità di energia consumata. L’indagine si era poi rivolta a considerare l’importanza delle figure allora emergenti degli energy manager, esperti specializzati nella razionalizzazione e nell’ottimizzazione delle risorse, portando alla luce evidenze senz’altro rimarchevoli. Decisamente più diffuse presso le realtà da oltre 250 addetti tali professionalità si mostravano di grande utilità. Con politiche adeguate consentivano alle imprese che li assoldavano risparmi del 15% sui costi per chilowatt; e del 16% su ogni metro cubo di gas. A distanza di circa due anni l’impressione è che presso le Pmi la loro presenza non abbia ancora raggiunto la proverbiale massa critica. E che soprattutto le imprese continuino non solo a trascurare le misure di efficienza e risparmio a loro disposizione, ma anche a ignorare, di fatto, i loro reali consumi e le attività che più ne generano.

Il responsabile dei sistemi informativi di Proplast Simone Moglia

A ciascuno il suo (consumo)
Proplast è un consorzio tecnologico con sede a Rivalta Scrivia presso Tortona che con i suoi 50 addetti, 190 soci, e sinergie forti con istituti quali il Politecnico di Torino offre servizi di consulenza e di ingegnerizzazione dei prodotti, dei materiali e dei processi alle imprese del settore plastico. E che grazie a una rete di altri centri specializzati e imprese mette a disposizione della clientela attività mirate su esigenze specifiche eseguite nei suoi laboratori di progettazione, trasformazione e analisi. In tempi recenti il polo tortonese ha avviato una serie di prove di monitoraggio energetico di processo applicato alla tecnologia di riscaldamento a induzione degli stampi grazie a un sistema di acquisizione fornito dalla partner B&R Automazione Industriale. «Lo scopo», ha detto a Stampi il responsabile dei sistemi informativi di Proplast Simone Moglia, «è quello di ottenere un monitoraggio energetico e un controllo di processo puntuale e preciso. Di norma infatti i monitoraggi energetici sono effettuati e aggiornati su periodi di tempo piuttosto lunghi. Quello di Proplast e B&R, con tecnologie standard ma personalizzabile con una semplice configurazione, assicura risultati tangibili in tempo reale. Inoltre l’utilizzo di armadi mobili contenenti i moduli d’acquisizione permette di adattarci velocemente ai cambi di configurazione dell’isola di lavoro». Sempre a beneficio della clientela il consorzio, dal quale periodicamente nascono spin off su applicazioni e lavorazioni specifiche, può quindi verificare l’impatto energetico dei processi critici. Punto di partenza però sono le analisi condotte internamente sulle macchine e sugli impianti, tali da permettere una diagnosi completa dei consumi, del fabbisogno, degli sprechi. «Tanto per fare un esempio», ha proseguito Moglia, «nello stampaggio le tecnologie a induzione sfruttano generatori con centinaia di kilowatt in potenza, dosandola per pochi secondi ogni ciclo. Dalle prove effettuate sul campo, le misurazioni hanno immediatamente evidenziato il fabbisogno energetico delle singole stampate e della produzione di ogni pezzo». Il merito è di un algoritmo sviluppato da Proplast e B&R oltre che della soluzione out-of-the-box APROL EnMon di B&R, che registra in diretta i quantitativi di energia usati per ciascuna macchina e per i sistemi effettivamente in funzione, restituendo una telemetria completa dei consumi dell’azienda.

Sprechi: se li conosci li eviti
«Il fabbisogno energetico per le singole stampate è calcolato in real time», ha argomentato il responsabile Ict di Proplast, «e tutti i dati delle rilevazioni sono memorizzati in un database. Il software offre così uno storico dei consumi delle macchine, lungo un arco di tempo determinato». Ai clienti spetterà poi il compito di adattare e configurare il sistema in base alle caratteristiche della loro attività, mettendo a punto report di analisi dedicati. Prerogativa dei report elaborati dalla piattaforma di B&R e Proplast è poi il controllo dei consumi complessivi di un’impresa, senza limitarsi alle macchine e allo stampaggio. «Abbiamo lavorato per avere in primo luogo a disposizione un quadro completo dei nostri fabbisogni», ha spiegato Simone Moglia, «identificando al nostro interno le macro-aree più energivore e notando che il 30% dei consumi era dovuto alla termoregolazione». Proprio questo è il punto: una panoramica a 360 gradi delle fonti di spesa consente di pianificare gli interventi necessari a contenerla con un’azione mirata; e di acquisire una maggiore efficienza tramite la segnalazione tempestiva di guasti e anomalie, cui si può reagire prontamente. «Avere un prodotto unico di gestione dei processi, delle automazioni e della termoregolazione», ha riflettuto Moglia, «significa avere un maggiore controllo degli eventi e fronteggiarli in modo più reattivo». Questo è l’autentico vantaggio: «L’approccio ai malfunzionamenti che generano sprechi», è il parere dell’intervistato, «cambia radicalmente. I tecnici ne sono avvertiti all’istante e provvedono subito a intervenire, cosa che nel passato non accadeva. Il monitoraggio dei consumi è essenziale ai fini dell’efficienza energetica e non effettuarlo significa subirne le conseguenze problematiche senza reagire né rendersi conto dei costi occulti. La telemetria con calcolo storico dei consumi e delle anomalie spinge il personale a fare dei ragionamenti precisi, porsi domande, capire se gli sprechi derivino dalle macchine o altro». La responsabilizzazione degli utilizzatori o operatori porta con sé già in prima battuta un risparmio in termini di tempo, quindi di denaro, e pertanto una incrementata efficienza. Il costo del sistema varia a seconda del numero di input-output presenti, ovvero delle macchine e dei sensori da interfacciare. Ma Moglia non ha dubbi: «È un investimento vantaggioso», ha detto, «e la sua efficacia è stata dimostrata dalle installazioni-pilota realizzate con B&R a beneficio di clienti e integratori. Nella pratica, ci è anche servito a controbattere con dati puntuali a un gestore energetico responsabile di una stima errata dei nostri consumi, che ha finito per dare ragione a Proplast stessa».

L’amministratore delegato di Intecos Luca Orso

Come creare una vera cultura del risparmio
L’amministratore delegato di Intecos, Energy Saving Company (ESCo) specializzata in servizi chiavi in mano di sostenibilità ed efficienza per le imprese Luca Orso, è convinto che quelli mirati alla creazione di una cultura del risparmio siano gli sforzi più ingenti da compiere in quest’ambito. D’accordo con il responsabile del consorzio Proplast Simone Moglia anche Orso crede che in primo luogo le aziende ignorino i reali consumi delle loro attività, il fabbisogno energetico della maggior parte dei loro processi, non da ultimo infine le aree sulle quali intervenire per tagliare i loro costi. «Sotto questo aspetto è esemplare il caso delle diagnosi energetiche che effettuiamo», ha detto Luca Orso, «e i cui risultati sono obbligatoriamente da depositarsi presso l’Enea. La Legge lo impone alle società soggetti energivori , anche di dimensione piccola e media, che consumano oltre 2,4 milioni di chilowatt l’anno. Il messaggio che intendiamo veicolare è che queste procedure non devono essere viste come oneri. Ma come un’occasione per fotografare coerentemente necessità e sprechi». Supportata anche da fondi di investimento e operante talvolta in partnership con altre Esco, Intecos si è occupata anche dello screening di impianti di stampaggio a caldo e torneria, individuando gli accorgimenti attraverso i quali una riduzione della spesa sarebbe decisamente alla portata. «L’investimento sui forni a gas o induzione a impatto minore è forse il più impegnativo», ha detto Orso, «ma alcuni modelli a gas promettono risparmi nell’ordine dei 30-40 punti percentuali. Presso alcune realtà i processi di stampaggio a caldo arrivano ad assorbire sino al 70% dell’energia, senza considerare ausiliari o compressori. Per delineare una strategia razionale bisogna analizzare i volumi produttivi di ogni azienda. Quando i costi energetici sono pari al 7% dei fatturati totali, allora un loro ridimensionamento dell’1 o del 2% solamente ha un’influenza davvero importante».

Soluzioni a misura d’impresa
Fra le soluzioni possibili e alla portata del made in Italy ci sono per esempio i motori elettrici ad alto rendimento («Sebbene in molti preferiscano semplicemente riavvolgere i motori a più riprese trascurando la loro perdita di efficienza al secondo riavvolgimento», secondo Orso). Per un utilizzo intensivo nelle attrezzerie la loro adozione può limare le bollette del 2-3% e il return on investment o Roi è ragionevolmente prevedibile nell’arco di 3-5 anni. In alcuni casi è conveniente l’inserimento di inverter sui singoli motori in questo caso il risparmio è più elevato e il tempo di rientro più breve .«Ma le diagnosi», ha puntualizzato Orso, «servono anche o soprattutto a spiegare come ottimizzare i budget indirizzati all’energia, proporzionandoli in base alle lavorazioni che si svolgono; oppure alla turnazione del personale». Nel complesso Intecos avverte una «sensibilità in crescita» nei confronti della sostenibilità e dell’efficienza, data forse dalla percezione di tariffe energetiche fra le più elevate in Europa. Alcuni settori o alcune lavorazioni specifiche appaiono tuttavia più lenti nell’abbracciare il cambiamento: «Fra gli utilizzatori di macchine utensili», ha proseguito Orso, «l’accento è più sui ritmi di produzione che non sulle possibilità di risparmio. La nostra proposta comprende ora dei sistemi di monitoraggio, misuratori intelligenti a bordo macchina capaci di rilevare anomalie nei consumi e non solo i tradizionali guasti o le più evidenti usure. Hanno prezzi di investimenti accessibili e, posizionati nei pressi del quadro elettrico, evidenziano perdite e micro-perdite di energia oppure inutili dispersioni. Cosicché a seconda delle esigenze effettive gli imprenditori possano pianificare degli interventi migliorativi». Quanto a chi fa largo uso di aria compressa anche nello stampaggio, il dimensionamento della conduzione d’aria e delle tubazioni rese inadeguate dall’aumento di produzioni e linee, può avere un ruolo decisivo. «Un’opera di razionalizzazione», ha detto Luca Orso, «può basarsi sulle linee di distribuzione e sull’inserimento di inverter disegnati per i compressori di nuova generazione e garantire risparmi dal 15 al 35% con un ammortamento in due-quattro anni a seconda del modo di utilizzo delle apparecchiature. Mentre le micro-perdite sui tubi possono esser rilevate da puntatori che le segnalano a distanza di 30 metri e disponibili a noleggio. Sono dettagli che fanno la differenza». Il punto dolente resta allora la consapevolezza, visto che il ricorso all’illuminazione efficiente come induzione magnetica o Led assicura risparmi da 200 watt sulle 460 effettive delle campane industriali normalmente in uso, con risparmi reali dal 30 al 70% . «Ma ogni strategia di risparmio ed efficienza», ha concluso Orso, «ha senso se è di ampio respiro, se riesce a tenere in considerazione tutti gli apparati e tecnologie, proponendo piani d’intervento razionali e programmati spalmati su diversi anni».

Andrea Massucco, amministratore delegato di Massucco Industrie.

«Investire in innovazione per ridurre i consumi»
L’amministratore delegato della storica azienda di stampaggio a caldo Massucco Industrie, Andrea Massucco, ritiene che presso gli imprenditori del suo settore la sensibilità verso i temi del risparmio e dell’efficienza energetici stia crescendo, per volontà dei singoli o perché spinta dalle normative. Gli utilizzatori di forni a induzione contano in genere consumi elevati e in più dal 2016 la legge prevede penali che possono giungere sino all’ordine delle migliaia di euro per chi non provveda al rifasamento degli impianti. Ancora, dal dicembre del 2015 vige l’obbligo degli audit energetici che mirano a identificare sia l’effettiva fame di energia degli impianti sia i provvedimenti possibili per ottimizzarla e ai quali non tutti gli stabilimenti sono a oggi egualmente preparati. I processi di Massucco Industrie, 70 addetti per una vicenda imprenditoriale al via nel 1882 e oggi dotata di significativi sbocchi sul mercato europeo, si basano per lo più sui forni a induzione. «Ed incidono pesantemente sui nostri consumi complessivi», ha detto Massucco a Stampi. L’innovazione e i budget a essa inevitabilmente indirizzati rappresentano una delle possibili strategie per fare fronte al problema ed è su questa strada che Massucco ha proceduto: «Un forno è stato sostituito per migliorare l’efficienza e altri parametri di produzione», ha detto l’amministratore delegato del family business di Cuorgnè (Torino), «ottenendo risparmi nell’ordine dei 20 punti percentuali. Tuttavia ogni linea ha un forno di riscaldo che è la prima e la più strategica delle sue macchine, ma anche quella che assorbe un maggior quantitativo di energia. Oggi si possono usare tecnologie di pilotaggio più precise rese disponibili dalle evoluzioni dell’elettronica. In questo modo la richiesta di corrente è regolata sul fabbisogno reale, per evitare sprechi».

Massucco, che presiede altresì l’Unione Nazionale Italiana Stampatori Acciaio (Unisa), stima che il rientro dagli investimenti sostenuti dal produttore, che ha archiviato un fatturato 2014 da 44 milioni circa, possa dipendere dai volumi produttivi e dalla turnazione. «Dovessimo, come auspico, lavorare su tre turni», ha detto, «avverrà entro tre anni. Con due soli turni la previsione è di cinque».  Il caso dello stampatore piemontese, che tramite una joint venture gestisce anche attività in Ungheria, è interessante anche perché centrato sul ricorso a figure esterne specializzate nell’analisi e nella gestione delle fonti energetiche. «Progetti, certificazioni e competenze», ha detto Massucco, «sono stati curati sia da personale interno sia da altri consulenti fra i quali un ingegnere elettrico. Credo che avvalersi di professionalità di questo tipo sia non solo vantaggioso ma quasi inevitabile». Per mettere in atto politiche di ordine diverso non mancano le buone pratiche, come quelle relative al recupero dell’energia dai forni a gas di trattamento termico per riscaldare uffici e reparti. Massucco Industrie sta dal canto suo ristrutturando una palazzina per i suoi uffici dove la miglior coibentazione «quasi permetterà di non accendere nemmeno le caldaie; e senza costi eccessivi». L’immagine di azienda sostenibile è «un dettaglio del quale i clienti tengono conto», ma per Andrea Massucco ancora «non garantisce reali vantaggi commerciali in un momento in cui il prezzo resta la variabile decisiva». E resta però iscritta a chiare lettere nei capitolati, come nei codici di condotta.

Dino Ruffatto, managing director della specialista dello stampaggio acciaio A. Benevenuta & C.

«Il ricorso a un energy manager è tradizione consolidata»
La specialista dello stampaggio acciaio A. Benevenuta & C., fondata nel 1891 e parte a sua volta della galassia di Unisa e di Confindustria Canavese, ha ricordato per bocca del managing director Dino Ruffatto come la consulenza di un energy manager sia tipica dell’azienda da oltre 15 anni. E che d’altra parte una delle politiche adottate dalla categoria in quest’area del Piemonte Occidentale è l’associazione in consorzi o gruppi d’acquisto per l’accesso a tariffe energetiche più vantaggiose. «Il passaggio al mercato libero», ha detto Ruffatto, «ha fatto sì che non si possa scegliere di volta in volta il fornitore più conveniente, magari consorziandoci. Ma per identificare le proposte più convenienti e più adatte alle nostre applicazioni una figura dedicata è stata una risorsa importante». Come il collega Massucco anche Ruffatto e la sua Benevenuta basano i loro processi su forni a induzione le cui temperature oltrepassano i 1.100 gradi centigradi; laddove gli utilizzatori di forni a gas rappresentano una porzione marginale del tessuto produttivo locale e non solo. «Ma mentre le imprese più grandi possono godere di professionalità interne per la gestione del fabbisogno, le piccole e le medie come la nostra», ha osservato Ruffatto, «devono rivolgersi ad esperti esterni. Questi studiano le offerte migliori e svolgono le pratiche amministrative e legali necessarie per ottenere quei contributi specifici che la normativa mette a disposizione delle imprese energivore». Cioè quelle che sulla base del cosiddetto Censimento energetico hanno costi di approvvigionamento superiori al 6% del loro fatturato complessivo. Il censimento completo di anagrafica delle aziende energivore e di uno screening dei loro consumi era previsto entro il 4 dicembre, ma al di là delle procedure burocratiche anche Benevenuta si sta interrogando su come incrementare i suoi risparmi.

«Avere pezzi lavorati che cadono in un cassone a 900 gradi», ha detto Ruffatto, «ci ha spinti a riflettere su come recuperarne l’energia termica ma nella categoria forse solo i più grandi nomi hanno strategie adatte e le applicazioni viste non sono adeguate alla nostra tipologia di business». Questo non significa tuttavia che gli stampatori restino immobili: «C’è per esempio chi ha investito sul trattamento termico in linea», ha argomentato il direttore esecutivo, «per recuperare il calore, fra gli altri, dalle operazioni di ricottura. Ma in questo caso gli impianti devono esser progettati in modo mirato perché ogni pezzo stampato deve ricadere direttamente nel suo forno di destinazione». Visto da Benevenuta, che ha sedi a Rivara e Forno Canavese e lavora per lo più per clienti del settore automotive, fra veicoli leggeri, commerciali e pesanti, il segmento-acciaio sta investendo, chiaramente in misura proporzionale ai budget disponibili, un po’ per lungimiranza e un po’ per la natura energivora delle sue attività: «Anche svariate imprese specializzate nei trattamenti hanno acquisito tecnologie a impatto minore», ha concluso Dino Ruffatto, «come altri hanno affiancato il trattamento allo stampaggio per guadagnare efficienza. È una filiera, insomma, in movimento».

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