«Produrre tutta l’energia elettrica di cui si ha bisogno ma non oltre il fabbisogno», spiega Gabriele Frignani di SACMI Forni, è il cuore della proposta, che ha testato la possibilità di sostituire le tradizionali turbine di grossa taglia per l'alimentazione elettrica del forno con micro-turbine.
Ad un primo vantaggio di ordine strettamente economico – l’energia in eccesso prodotta dalle grandi turbine viene di solito rivenduta alla rete e quindi sottoposta a tassazione – se ne affianca un secondo, la semplificazione dei flussi d’impianto, con la possibilità di intervenire in modo mirato sulla macchina per auto-produrre esattamente la quantità di energia che serve per alimentare le utenze elettriche e termiche.
Per fare un esempio, considerando l’installazione di una micro-turbina su un forno esistente (il progetto DREAM ha testato una soluzione di potenza 100 kW/h), il risparmio di energia realizzato sulla gestione del forno è pari al 100% dell’energia elettrica prodotta, al netto dei costi del metano combusto (in Italia, il differenziale di costo tra gas ed energia elettrica è di circa un quinto, a parità di kW prodotto).
Terzo vantaggio, una gestione più efficiente di eventuali blackout elettrici. Con questo sistema, il forno non deve essere riavviato rendendo quindi non necessaria la consueta procedura di ‘lavaggio’ dei volumi interni che può impiegare anche dieci minuti o più generando scarti e fermi produttivi.

Relativamente conveniente è anche indirizzare i fumi agli essiccatoi a recupero, mentre solo parzialmente efficiente si rivela la soluzione – effettivamente testata sul campo – di indirizzare il calore ad essiccatoi a ricircolo», rileva Gabriele Frignani.
Il risultato sono ulteriori risparmi, grazie ad un utilizzo più efficiente dell’energia termica dei fumi combusti.

Ogni forno industriale dissipa in ambiente, per definizione, una certa quantità di calore. Parte del progetto DREAM, lo sviluppo e test di rivestimenti del forno di nuova generazione (nuove vernici e materiali refrattari) che consentono di ridurre questa dispersione relativa di circa 10 punti percentuali.
Non solo. Il nuovo coating messo a punto ha mostrato anche impreviste proprietà di resistenza all’aggressione chimica, «un prodotto del tutto nuovo sul mercato che ora è diventato parte integrante dell’offerta commerciale di SACMI Forni», con una maggiore vita utile dei rivestimenti e una riduzione dei costi di manutenzione.
In ottica di fabbrica, l’adozione dei nuovi sistemi può restituire un minor consumo di energia termica superiore anche al 5% (ipotizzando un consumo annuo pari a 5 milioni di metri cubi di metano, o equivalente in energia elettrica, si otterrebbe un risparmio netto di circa 500 tons sulle emissioni di CO2).
In tutti i casi, il risparmio di energia termica ed elettrica ricavate da combustione di metano si traduce in una diminuzione netta delle emissioni di anidride carbonica, secondo la proporzione di 2kg di CO2 per ogni m3 di metano combusto (o equivalente in termini di energia elettrica).

Sostanziali le novità del progetto DREAM nell’approccio alla gestione dei “vuoti produttivi”. A differenza dell’approccio tradizionale che affronta localmente il problema con l’applicazione della “ricetta vuoti” nel forno, è stato studiato un software che permette di identificare il vuoto produttivo già da quando si forma in linea e che, attraverso il suo supervisore, permette al forno di “preparare” le condizioni termiche ottimali per l’arrivo del vuoto. «In sostanza il modello può anticipare il presentarsi vuoti produttivi comunque generati dalle varie macchine della linea, valutando per tempo e su parametri oggettivi l’opportunità o meno di azioni correttive sul forno».

«Aumentare il livello di conoscenza in ambiti che potrebbero mostrarsi decisivi per anticipare le evoluzioni del mercato, delle norme e degli stili di consumo – sottolinea Gabriele Frignani – si è mostrato il valore cardine del progetto DREAM, insieme alla possibilità di lavorare ai massimi livelli all’interno di team internazionali e multidisciplinari». Attività di ricerca che, senza il sostegno dell’Europa, non sarebbero alla portata delle singole imprese, «mentre il mercato richiede innovazione continua in tempo reale».
Ovviamente – precisa Gabriele Frignani – anche il modello virtuale ha dei limiti, ad esempio «non può prevedere eventuali difettosità del materiale in seguito al variare di parametri di processo, ma riesce comunque ad indicare le migliori condizioni termodinamiche per il suo svolgimento». Ecco perché «sono necessari anche i test industriali, effettuati direttamente all’interno di una ceramica, applicando il modello virtuale ad un forno reale già in produzione».
Questo il valore aggiunto dell’approccio SACMI Forni che, oltre ad incorporare nella nuova gamma di offerta alcune delle innovazioni sviluppate nell’ambito del progetto DREAM, opera quotidianamente al fianco dei propri clienti per testare sul campo l’efficacia di questo nuovo approccio all’ingegnerizzazione ed alla gestione delle macchine termiche, nella prospettiva di una maggiore sostenibilità, competitività, efficienza.
 
Leggi l’approfondimento sul sito della Commissione europea (Direttorato generale per la ricerca e l’innovazione)