Sensores para un mundo conectado

A medida que el mundo se vuelve más conectado, inteligente y automatizado, el papel de los sensores se amplía. Los sensores realizan la tarea crítica de recopilar información y la convierten en información útil en casi todas las industrias, como el sistema de asistencia de la salud, la agricultura, la fabricación, las comunicaciones, los sistemas de construcción y el transporte, entre otras.

Cada aplicación necesita sensores para proporcionar datos valiosos. Eso significa que los ingenieros deben constantemente desarrollar sensores que detecten la posición, la velocidad, la vibración, la presión, la temperatura, la humedad y el nivel de fluidos con mayor precisión. Y, puesto que cada vez más los fabricantes incorporan sensores en dispositivos, la tendencia es que sean más pequeños, más resistentes y más confiables.   

Los sensores de TE Connectivity operan con nuestros productos de conectividad, lo que nos brinda una perspectiva única sobre la demanda de innovación en diferentes industrias. Nos hemos dado cuenta de las innumerables formas en que los sensores pueden mejorar nuestras vidas, pero estos son algunos de los ejemplos más interesantes. 

Basta con observar a los millones de personas con monitores de actividad en la muñeca para darse cuenta de que los sensores miniaturizados y de alto rendimiento hacen posible que la tecnología médica avance; sin embargo, algunas de las innovaciones más importantes se están dando en aplicaciones especializadas como las cirugías mínimamente invasivas.

Los sensores transmiten la crítica información que los cirujanos necesitan para trabajar dentro del cuerpo de un paciente con seguridad. Los sensores de fuerza pueden señalarle al equipo quirúrgico con exactitud cuándo una herramienta de corte está tocando tejido humano; los de temperatura pueden ayudar a evitar el daño a los tejidos durante la cirugía láser y los de presión hacen posible controlar las partes más sensibles del cuerpo cuando los gases son parte importante del procedimiento.

Piensa en la cirugía de cataratas que requiere una pequeña incisión a través de la córnea para extraer el cristalino opaco. Aplicar la cantidad justa de presión es esencial para no dañar el ojo, lo que requiere sensores muy pequeños que realicen mediciones de presión muy precisas. Los sensores avanzados actuales logran el equilibrio entre la miniaturización y el alto rendimiento que se necesita para las herramientas quirúrgicas mínimamente invasivas.

La nueva tecnología de sensores también crea nuevas formas de realizar procedimientos y mediciones médicas tradicionales. Por ejemplo, el monitoreo de la presión arterial y de la frecuencia cardíaca forma parte de casi todas las consultas médicas o las visitas a un hospital; sin embargo, a menudo es necesario que un profesional de enfermería realice esas mediciones. En la actualidad, la alta sensibilidad de los sensores de película piezoeléctrica de alto rendimiento hace posible registrar el pulso y la frecuencia respiratoria de un paciente solo por contacto. Al instalar estas películas en una mesa de examen o incluso en una silla en la sala de espera, los signos vitales de los pacientes se pueden controlar de forma automática desde el momento en que entran al consultorio, lo que resulta en una experiencia más placentera y una mejor recopilación de datos.

La tendencia hacia fábricas inteligentes amplía la función de los sensores y de la información que recopilan. Durante décadas, se han utilizado los sensores en la maquinaria industrial para medir variables operativas como posición, par, vibración, temperatura y fluidos que son críticas para un rendimiento confiable. Sin embargo, evitar fallas en los equipos requiere programar mantenimiento en el que se pudiese desconectar maquinaria y retrasar la producción.

Desde el punto de vista del propietario de una fábrica, es preferible saber con exactitud cuándo una máquina necesita mantenimiento para así maximizar el tiempo de producción. El mantenimiento predictivo ahora es posible gracias a los sistemas de sensores que monitorean el rendimiento de una máquina, detectan desgaste excesivo o riesgo de falla, y alertan a los operadores.

Variables como la temperatura y la vibración a menudo indican la posibilidad de que ocurra estrés en la maquinaria. Por ejemplo, tomar las medidas de un sensor de temperatura o vibración y comparar los niveles de corriente con los anteriores puede ayudar a una empresa a detectar cuándo ya no es seguro operar una máquina. La capacidad de cálculo necesaria para realizar este análisis se puede lograr a través de sensores que cuentan con microprocesadores integrados y emiten avisos de mantenimiento de manera automática. Sin embargo, algunos fabricantes pueden tomar medidas adicionales y combinar sensores con una conexión directa o inalámbrica que envíen información sobre rendimiento a la nube, donde el aprendizaje automático o la inteligencia artificial pueden analizar más allá de los requisitos de mantenimiento e identificar otras oportunidades para optimizar el rendimiento de la maquinaria. 

Quizás la mayor promesa de la tecnología de sensores, y el mayor reto, sea el desarrollo de vehículos totalmente automatizados. Los sensores ya se encuentran en todas las partes de un vehículo moderno, incluso los que no son evidentes para el conductor. TE Connectivity cuenta con una gama de sensores que monitorean el rendimiento del motor y de la batería en vehículos eléctricos (EV): sensores de calidad del aceite para motores de combustión interna y sensores de humedad para unidades de aire acondicionado y para casi cualquier otro tipo de sistema.

La mayoría de los fabricantes y consumidores desean innovaciones que hagan posible la conducción automatizada. La Sociedad de Ingenieros en la Industria Automotriz establece seis niveles de autonomía del vehículo, como el sistema básico de advertencia de cambio de carrill, el control de velocidad adaptativo (nivel 1), la asistencia para estacionarse y la prevención de choques (nivel 2). Estos sistemas se utilizan a menudo en la actualidad y con frecuencia dependen de sensores ópticos que detectan la posibilidad de que ocurran choques a baja velocidad o advierten el cambio de carril. Pero las demandas tecnológicas de los vehículos totalmente automatizados (nivel 5) son mucho más grandes.

Para que un vehículo funcione sin que el conductor intervenga, se requiere tener visibilidad de 360° para detectar lo que sucede a su alrededor, interpretar el significado de esas señales y calcular una acción apropiada que tenga en cuenta condiciones como la velocidad, las condiciones climáticas y los obstáculos alrededor. Y esos cálculos deben ocurrir en milisegundos.

La tecnología básica de sensores para estos sistemas ya existe. El verdadero reto es la capacidad de cálculo: ¿cómo podemos diseñar vehículos lo bastante inteligentes como para tomar decisiones sobre la información que reciben de su entorno? El comportamiento humano es otro obstáculo para los vehículos autónomos, porque muchos conductores tardarán mucho tiempo en adaptarse a la idea de no conducir o en sentirse con la suficiente confianza como para dormirse en el asiento del conductor.

Por esas razones, creemos que aún falta mucho para los vehículos totalmente autónomos. Mientras tanto, TE Connectivity se compromete a colaborar con los clientes en la industria automotriz para satisfacer requisitos de detección, como adaptar sensores ópticos para mejor visión nocturna, agregar valor a los componentes de los sensores con capacidades de procesamiento y combinar nuestros productos de sensores con conectividad de datos por cable o inalámbrica a alta velocidad. Al considerar a los sensores como parte de una plataforma tecnológica y buscar formas de agregar valor a esos sistemas, nos esforzamos por garantizar que la tecnología de detección y conectividad esté lista cuando la capacidad de cálculo y la humanidad estén preparados para los vehículos totalmente automatizados.