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Economia circolare nel riciclo di materie plastiche, secondo CMG Dimezzare i consumi d’energia nei granulatori

I webinar pre-Greenplast hanno consentito a Giorgio Santella, direttore generale di CMG Granulators, di illustrare il controllo elettronico AMP (Adaptive Motor Power), che è stato poi presentato dall’azienda nel corso della prima edizione della mostra-convegno, tenutasi in Fiera Milano dal 3 al 6 maggio 2022

DI ERMANNO PEDROTTI E LUCA MEI

“CMG è un’azienda che progetta e che produce sistemi di riduzione dimensionale per il mercato mondiale. Sono oltre 30 mila le unità in esercizio presso clienti in Europa, America, Medio Oriente e Asia. Si tratta innanzitutto di granulatori, ma anche di trituratori monoalbero, di soluzioni integrate d’alimentazione, di evacuazione e di trasporto del rimacinato, come anche di separatori per polvere”. Sono queste le parole d’esordio di Giorgio Santella, direttore generale dell’azienda di Budrio (Bologna), scelte per dare agli uditori del webinar pre-Greenplast del 5-6 aprile il profilo di uno storico costruttore italiano che propone macchine e sistemi per il riciclo in tutti i settori applicativi rappresentati dalle principali tecnologie di trasformazione: stampaggio a iniezione, estrusione, termoformatura e soffiaggio.

Il punto di congiunzione tra riciclo ed economia circolare

“Quando si parla di riciclo, si parla innanzitutto di applicazioni d’alta capacità e poi di applicazioni tipicamente per plastiche post consumo giunte a fine vita. Plastiche che richiedono macchinari con caratteristiche e connotati di resistenza all’usura molto importanti”, ha argomentato Santella entrando nello specifico del suo intervento. “Al riciclo di plastiche post consumo si affianca poi un settore di nicchia, ma non meno importante: quello dei cavi elettrici con il relativo rame di recupero che, ultimamente, è una materia prima i cui costi sono aumentati esponenzialmente. Due settori, quello del riciclo e quello dei cavi, che ben si sposano con i dettami dell’economia circolare”. Il direttore generale di CMG si è poi ci-

mentato in un breve excursus sull’economia circolare per far comprendere, all’atto pratico, di cosa si sta parlando, avvalendosi, per questo, dell’ausilio della figura 1. “Se si osserva la figura 1 partendo dalla parte in alto a destra, si trova la voce “Usa di meno per minimizzare gli sprechi”, che è applicabile a tutto il percorso dell’economia circolare e a tutte le sue fasi. Poi c’è la voce “Raccogli e separa i rifiuti” e qui si entra nell’ambito delle attività che consentono di cominciare a riciclare i rifiuti. Troviamo poi “Riduci i prodotti in discarica” e “Massimizza il riciclo”, che indicano come l’obiettivo della riduzione dei prodotti in discarica parta dal presupposto che tutto ciò che arriva in discarica non venga riciclato”, ha spiegato Santella. “Continuando nell’osservazione di figura 1 si giunge ai due elementi più importanti per le aziende come la nostra, che fabbrica apparecchiature tecniche: “Progetta per l’economia circolare” e “Produci per l’economia circolare”. Questi sono i punti sui quali voglio concentrami e sui quali ho sviluppato la mia presentazione che conduce al controllo elettronico AMP (Adaptive Motor Power)”.

Un iter progettuale volto a supportare lʼeconomia circolare

Tutte le unità CMG con capacità da 800 a oltre 5000 kg/ora in uso nel settore del riciclo si avvalgono del controllo elettronico AMP citato da Santella. Questo perché l’AMP è applicabile ai nuovi macchinari così come a quelli esistenti. “Partendo dal presupposto che il controllo di un qualsivoglia processo industriale si prefigge di garantire la sicurezza delle persone, quindi la sicurezza ambientale e, infine, il profitto, è quantomeno doveroso domandarsi se l’apparecchiatura preposta a tale coordinamento è stata progettata per l’economia circolare e se consente, a chi la utilizza, di sfruttare le logiche dell’Industria 4.0”, ha proseguito Giorgio Santella. “A fronte di queste domande i nostri tecnologi hanno risposto concependo l’AMP: un sistema computerizzato che sovrintende e gestisce i nostri granulatori adeguandone il funzionamento dipendentemente dalla condizione d’esercizio attraverso cinque dogmi e/o peculiarità: gestione coppia albero motore; adeguamento potenza motore; autocalibrazione capacità di taglio; consumo lame ottimizzato; trasmissione maggiorata”.

A questo riguardo, il direttore generale di CMG ha illustrato agli uditori del webinar come l’AMP sia un sistema che va a gestire il funzionamento del granulatore applicando un controllo continuo della coppia sull’albero del rotore. L’albero del rotore (figura 2) è quello sul quale sono installate le lame: per intenderci, sotto c’è il motore e sopra c’è, appunto, il rotore. All’interno della camera di taglio viene introdotto il materiale da granulare e, dipendentemente dalla tipologia di tale materiale, ne deriverà uno sforzo diverso da applicare, con una resistenza diversa che investirà il rotore. “Tutte queste variabili sono difficilmente gestibili se non adottiamo un controllo che ci consenta di trasformare tali fluttuazioni in elementi controllabili”, ha spiegato Santella. “In virtù dell’AMP, abbiamo ora un più elevato livello di gestione del processo in qualsivoglia condizione operativa ci si trovi”.

Sui macchinari in questione sono utilizzati motori da 200, 250 e 300 CV. In altre parole, qui si viaggia sui 250 kW. Sono

computerizzato che sovrintende e gestisce i nostri granulatori

Fig. 1 - Il “ciclo” dellʼeconomia circolare

Fig. 3 - I granulatori ad alta capacità per plastiche post consumo possono richiedere lʼaffilatura delle lame una volta alla settimana, o anche più spesso motori molto grandi, per macchinari che, in termini di tonnellate/ora, raggiungono elevate capacità di macinazione. “Con l’AMP riusciamo ad adeguare e/o a gestire con precisione la potenza del motore”, ha ribadito Santella. “Una peculiarità davvero importante perché, appunto, in dipendenza dal materiale che sto inserendo all’interno del granulatore, il motore adeguerà al meglio l’erogazione della propria potenza”.

L’autocalibrazione della capacità di taglio è una funzione anch’essa molto importante e, grazie ad essa, i tecnologi di CMG sono riusciti a minimizzare il consumo delle lame.

Nel riciclo post consumo i materiali sono solitamente contaminati da sostanze aggressive che non giocano a favore del buon funzionamento del granulatore impegnato nella loro macinazione. Nella camera di taglio, infatti, possono essere presenti: sabbia, terra, polvere, sassi, metalli. “ I granulatori ad alta capacità per plastiche post consumo possono richiedere l’affilatura delle lame (figura 3) una volta alla settimana… o anche più spesso”, ha commentato Santella. “È ovvio che portando la frequenza d’affilatura delle lame da una settimana a due, da cinque a dieci giorni, si ha un risparmio in termini sia di costi di manutenzione sia di ricambi”.

Un granulatore è, per antonomasia, una macchina che formalmente ben funziona in condizioni stabili, ma, come più volte ricordato, quando si processa plastica post consumo la stabilità e/o la costanza delle caratteristiche dei materiali sono quantomeno una chimera. I tecnologi CMG sono quindi intervenuti anche sull’aggiornamento del sistema di trasmissione della potenza tra motore e rotore, per meglio supportare la variabilità fisiologica delle forze in campo (figura 4).

Giorgio Santella, direttore generale di CMG Granulators

Il ritorno dʼinvestimento (ROI) sullʼAMP

In un granulatore per il riciclo è possibile avere tre condizioni d’esercizio: costante, ciclica e variabile. Senza l’AMP in tutte e tre queste condizioni, il granulatore assolverebbe di volta in volta la propria funzione, ma lo farebbe utilizzando una quantità d’energia estremamente maggiore rispetto alle condizioni in cui oggettivamente si ritrova con l’Adaptive Motor Power. In virtù delle potenze di calcolo del controllo elettronico AMP, le condizioni d’esercizio seguono esattamente la variabilità (o la costanza) a cui il granulatore è sottoposto. Infine, andando ad analizzare quali sono i risparmi in termine di energia elettrica, in condizioni di carico costante si ottiene una riduzione del 10-20%, in condizioni di carico ciclico del 30-40% e in condizioni di carico variabile si raggiunge una riduzione del consumo di corrente del 50%. Detto questo, in CMG viene stimato che, operando in condizioni di carico costante, il ritorno dell’investimento (ROI) sull’acquisto dell’AMP si raggiunga poco oltre i due anni, mentre in condizioni di carico variabile la remunerazione del capitale investito avvenga entro un anno.

Conclusioni

L’Adaptive Motor Power consente d’ottimizzare al massimo la quantità di macinato, per omogeneità di particelle e per assenza di polveri, riducendo al minimo l’utilizzo di energia elettrica. Conti alla mano, la quantità media di energia consumata da un granulatore CMG si attesta sui 25 Wh/kg, contro gli oltre 70 Wh/kg consumati da un’unità convenzionale.