Per motivi ottici e di manutenzione, le facciate di vetro devono essere pulite ogni pochi mesi. I robot per la pulizia delle finestre seguono un binario o sono sospesi al tetto e si muovono liberamente sulla facciata. Alcuni moduli usano delle ventose o dei ventilatori che spingono il robot verso la facciata per la stabilizzazione. Mentre per i grandi edifici possono valere soluzioni specifiche, gli edifici più piccoli si affidano a sistemi standard. Gli sviluppi attuali mirano a piattaforme meccaniche sospese con due corde in modo che possano muoversi relativamente liberamente in verticale e in orizzontale sulla facciata. Il numero crescente di grattacieli (il 50% di tutti i grattacieli del mondo sono attualmente costruiti in Cina) rende più interessante l'automazione della pulizia delle facciate. Ci sono solo pochi robot (che lavorano autonomamente), ma ci sono molti dispositivi robotici controllati a distanza dagli addetti alle pulizie da terra o dal tetto. Con l'aumento del numero di parchi solari in tutto il mondo, la loro pulizia regolare riceve una maggiore attenzione per mantenere la loro efficienza nella conversione dell'energia elettrica. Numerosi prodotti robotici sono entrati sul mercato come alternativa alla spolveratura manuale dei pannelli con getti d'acqua. Per i pannelli solari inclinati, molti robot di pulizia corrono su binari orizzontali attaccati al bordo superiore e inferiore dei moduli; in modo che un robot possa pulire una fila di pannelli solari. Per i pannelli orizzontali, sono più comuni i dispositivi robotici che si muovono liberamente e sono parzialmente autonomi.
Livello di distribuzione
Robot personalizzati progettati per un particolare edificio sono stati introdotti nella piramide del Louvre, prodotti da Robosoft, nella Messehalle di Lipsia e nella stazione centrale di Berlino (Lehrter Bahnhof) da Fraunhofer. Una panoramica dei primi sistemi di pulizia delle finestre e delle facciate è stata condotta come parte di un progetto di ricerca europeo. Per molto tempo, nessuno di questi robot ha trovato un ampio uso industriale. Tuttavia, la piramide del Louvre viene ancora oggi pulita da un robot fornito da Serbot (mostra un esempio di prodotto dell'azienda). Recenti start-up stanno emergendo con sistemi relativamente semplici costituiti da un argano e un elemento di pulizia mobile che può essere utilizzato su ogni facciata verticale con accesso al tetto. Tali concetti esistono anche su scala più grande con manipolatori industriali installati in un ascensore di pulizia convenzionale, come recentemente introdotto da Skyline Robotics o analogamente da Auconic. Il Gekko Facade di Serbot può muoversi in tutte le direzioni su superfici inclinate, verticali o anche sporgenti, il che gli permette di scavalcare cupole e altre irregolarità. L'azienda sostiene che l'applicazione dei robot arrampicatori si espanderà rapidamente in quanto gli edifici a pannelli solari richiedono una pulizia regolare, specialmente in zone ricche di polvere/aride. Un esempio è il robot Kite di Kite Robotics, che pulisce la tettoia di vetro sopra le scale della nuova linea del tram alla stazione centrale di Utrecht. La pulizia delle facciate con i droni è stata proposta da Aerones, ma non è mai stata lanciata come prodotto. Un altro sviluppatore in questo campo è Aerial Power. Il loro metodo per controllare un corpo volante per la pulizia delle superfici comprende un sistema di sensori per il rilevamento delle caratteristiche geometriche di un oggetto e l'allineamento di un corpo volante. Una sfida per i robot di pulizia delle facciate è la crescente complessità delle facciate moderne con bordi arrotondati ed elementi di design. Il produttore Nihon Bisoh affronta questo problema con un robot che si muove su binari orizzontali intorno all'edificio. Un ascensore mobile verticale può trasferire il robot su un altro binario o aiutare a superare gli spazi vuoti nella facciata. L'aumento dell'installazione di pannelli solari ha generato diversi prodotti o prototipi che appaiono sul mercato. Molte installazioni per ambienti desertici, dove l'acqua è costosa, usano spazzole di pulizia che operano senza l'uso di acqua. Il Mirai Solar Cleaning Robot è specificamente progettato per la pulizia dei pannelli solari. Sono stati proposti altri robot per la pulizia dei pannelli solari, come Nomadd e Serbot. Il robot israeliano Ecoppia E4 è progettato: per mantenere i pannelli solari senza polvere nelle dure condizioni del deserto. L'azienda sostiene che i tassi di ritorno sull'investimento da 1,5 a 4 anni possono essere raggiunti attraverso il design snello del sistema. Una caratteristica è il suo uso di spazzole in microfibra senza bisogno di acqua. Alion usa un concetto in due parti che consiste in due sistemi robotici: Rover, che installa i pannelli solari, e Spot, che li pulisce. Mentre tutti i produttori di robot elencati dipendono da robot mobili che si muovono sopra il pannello solare, Aerial Power’s SolarBrush drone è creato per aumentare l'efficienza della produzione di energia solare attraverso la ventilazione o parzialmente meccanica attraverso una spazzola leggera ad una frazione del costo di pulizia manuale.
Considerazioni sui costi-benefici e sfide di marketing
I robot per la pulizia delle finestre portano alla riduzione dei costi principalmente attraverso una migliore sicurezza e una maggiore produttività. Soprattutto le preoccupazioni per la sicurezza dei lavoratori sembrano aumentare, dato che gli incidenti accadono regolarmente e gli edifici sono costruiti sempre più in alto. Ulteriori vantaggi di tali robot sono:
- Garanzia di un processo di pulizia continuo, anche nel caso di livelli di servizio orientati alla produzione, attraverso attrezzature installate in modo permanente sull'edificio
- Prevedibilità dei costi grazie alla “pianificabilità” deterministica del lavoro
- Verifica oggettiva della fornitura del servizio
- Ridotta dipendenza dal tempo e dall'ora del giorno
La fornitura della qualità del servizio deve essere verificabile. Con le attuali politiche dei prezzi, in cui un processo di offerta competitiva viene utilizzato per assegnare il contratto al più basso offerente, i livelli di servizio orientati all'input per il facility management tecnico (FM) difficilmente possono essere implementati nella qualità richiesta.
Un fattore essenziale per il mercato target è il periodo di ammortamento di qualsiasi investimento specifico per l'FM. È perché l'industria FM è generalmente associata a un basso livello di spesa di capitale. Normalmente, ci deve essere un ritorno completo dell'investimento entro circa tre anni. In alternativa, alcuni fornitori basano le loro politiche di spesa in conto capitale sulla durata complessiva del loro contratto per la manutenzione di uno specifico edificio: che può essere ovunque tra uno e 15 anni. Un fattore che potrebbe essere di crescente importanza è la carenza di lavoratori disposti a pulire manualmente le facciate in futuro.
Poiché i robot possono essere controllati a distanza dal basso o muoversi in modo completamente autonomo, gli addetti alle pulizie umani non hanno più bisogno di arrampicarsi sulle facciate. Questo riduce notevolmente il rischio di incidenti e spiega le disposizioni di sicurezza meno severe per i robot rispetto agli addetti alle pulizie umani..
Un caso di studio sul rapporto costo-efficacia di un prototipo di sistema di pulizia di finestre e facciate è stato riassunto come segue:
- Il costo presunto del sistema dovrebbe essere sotto i 50.000 euro alla vendita.
- I costi di gestione sono inferiori a €3.000 all'anno.
- La velocità di pulizia in totale è superiore a 200m 2 all'ora.
- Il sistema è utilizzabile su aree di facciata inferiori a 7000m
- Il risparmio sui costi è fino a €5/m
- Oltre all'aspetto dei costi, la qualità della pulizia è ancora considerata un problema.
Soprattutto per gli appartamenti di lusso dove una finestra con vista sulla città è costosa, lo sporco che rimane negli angoli delle finestre sarebbe considerato un no-go.
Per impiegare in modo ottimale i robot per la pulizia delle finestre, devono essere soddisfatti alcuni criteri nella progettazione di un edificio. Gli architetti, tuttavia, sono spesso riluttanti ad adattare i loro piani di costruzione alle esigenze dei robot. Di conseguenza, le peculiarità della costruzione (come portici, balconi o ingressi) spesso impediscono l'uso dei robot.
Mentre la maggior parte dei parchi solari sono ancora puliti manualmente, la quota di impianti puliti con i robot sta crescendo. Poiché il numero di parchi solari esplode con le dimensioni dei parchi che diventano più grandi, la pulizia con i robot è considerata sempre più attraente. Soprattutto nelle regioni desertiche, dove l'acqua è costosa, i robot che offrono una pulizia senza acqua si rivelano redditizi.