Componentes de ahorro energético impulsan eficiencia industrial

Mientras IIoT e Industria 4.0 se han centrado tradicionalmente en sensores, interruptores, analítica de datos y conectividad, la próxima ola de manufactura digital está impulsada por eficiencia energética.

Las plantas industriales están entre los mayores consumidores de electricidad, y la energía fiable sustenta cada proceso avanzado. Según la Agencia Internacional de Energía, el sector consumió el 41.6 % de la electricidad global en 2016.

Una gestión de energía efectiva mantiene robots industriales funcionando con tiempo de inactividad mínimo —donde cada milisegundo cuenta. Más allá de la fiabilidad, mejoras de eficiencia pueden desbloquear ahorros significativos de recursos.

Múltiples estrategias pueden impulsar rendimiento energético, incluyendo:

• Programar producción para alinear con picos de energía renovable.
• Optimizar velocidad de operación de robots en lugar de simplemente acelerar programas, potencialmente aumentando ahorros hasta 30 %.
• Usar impresión 3D para reducir desperdicio de material.
• Adoptar mantenimiento preventivo para reducir energía gastada en reparaciones.
• Retrofit de contadores inteligentes y controladores remotos donde sea factible.
• Implementar entorno totalmente automatizado "lights-out" que reduce uso energético en planta y sistemas de instalaciones.
• Elegir componentes de bajo consumo en todo momento.

Es la combinación de estas medidas —no una sola táctica— la que entrega resultados reales.

Componentes de Ahorro Energético

Varios nuevos productos ofrecen ahora reducciones sustanciales de potencia. Destacados incluyen:

Infineon Technologies – Módulo de Potencia Híbrido SiC EasyPACK 2B

El EasyPACK 2B de Infineon, parte de la familia 1200-V, combina carburo de silicio (SiC) con tecnología IGBT para lograr más del 99 % de eficiencia de sistema. Con frecuencia de conmutación hasta 48 kHz, entrega mayor densidad de potencia y huella de disipador más pequeña gracias a menores pérdidas en SiC.

El módulo híbrido EasyPACK 2B ofrece mayor densidad de potencia y conmutación a 48 kHz. (Imagen: Infineon Technologies AG)

STMicroelectronics – Microcontroladores STM32WBx5 y STM32G4

STM32WBx5 combina procesamiento dual-core con conectividad Bluetooth 5, OpenThread y ZigBee 3.0. Su modo shutdown de 13 nA, escalado de voltaje adaptativo y acelerador ART en tiempo real entregan ultra-bajo consumo para sensores, wearables, drones y dispositivos IoT.

STM32G4 añade dos aceleradores matemáticos de hardware que aceleran cálculos basados en CORDIC, mejorando control de motor y filtrado de señal mientras reducen uso de energía en aplicaciones de fábrica inteligente y gestión energética.

MCUs STM32WBx5 de STMicro entregan rendimiento ultra-bajo consumo con conectividad integrada. (Imagen: STMicroelectronics)

Aceleradores STM32G4 mejoran rendimiento y eficiencia energética. (Imagen: STMicroelectronics)

Microchip Technology – Smart Embedded Vision y FPGAs PolarFire

La iniciativa Smart Embedded Vision de Microchip entrega IP y herramientas centradas en FPGA para diseños de machine-vision de bajo consumo y factor de forma pequeño. La familia PolarFire ofrece 30 %-50 % menor consumo que FPGAs basados en SRAM y 5×-10× menor consumo estático, ideal para edge compute y entornos térmicamente restringidos.

Smart Embedded Vision de Microchip proporciona IP de machine-vision de bajo consumo. (Imagen: Microchip Technology Inc.)

Renesas Electronics – Microcontrolador RX72M

La familia RX72M trae controlador esclavo EtherCAT integrado, 1 MB SRAM y 4 MB flash —convirtiéndolo en el primer microcontrolador RX con tal capacidad. Diseñado para robots industriales compactos, PLCs, E/S remotas y gateways, reduce área de placa en aproximadamente 50 % comparado con modelos anteriores.

Dispositivos RX72M reducen área de placa de circuito en ~50 %. (Imagen: Renesas Electronics Corp.)

Eta Compute – SoC de Machine-Learning TENSAI

TENSAI entrega clasificación de imagen, detección de palabra clave y wake-up detection en modo ultra-bajo consumo. Su lógica delay-insensitive permite operación al voltaje de suministro más bajo, y una sola clasificación de imagen consume solo 0.4 mJ —30× menos que soluciones competidoras.

Resumen

La automatización industrial crecerá mientras IoT reemplaza sistemas legacy. Robótica avanzada, IA, analítica cloud y redes de sensores —alimentadas por suministros de recolección de vibración o luz— remodelarán manufactura. Aunque el capital inicial para Industria 4.0 es alto, los sistemas energéticamente eficientes que reemplazan componentes antiguos entregarán ahorros de coste a largo plazo.

>> Este artículo se publicó originalmente en nuestro sitio hermano, Electronic Products: "Achieving energy efficiency on the factory floor."