En un sistema de control industrial, los sensores son los “sentidos”, pues a través de ellos, se miden los diversos fenómenos que ocurren en el terreno. Sin embargo, hace algunos años, se han ido popularizando los llamados “smart sensors” o sensores “inteligentes”, los que reúnen en un solo dispositivo una serie de funcionalidades.

A juicio de Mario Fernández, Presidente de ACCA, antes de hablar de sensores inteligentes, hay que hacer referencia a qué entendemos por “sensor”. “Es aquel dispositivo capaz de detectar una magnitud que varía en el tiempo, y los cambios que dicha magnitud manifiesta, los transforma en cambios de otra magnitud que es fácilmente interpretable (por ejemplo, en una señal eléctrica). En este caso, la inteligencia está en el instrumento que recibe la información y la analiza, y no en el sensor”, explica el especialista. “En este contexto, un ‘sensor inteligente’ es aquel capaz no solo de interpretar la magnitud deseada, sino además de hacer un diagnóstico de la misma (y enviar alarmas en caso de situaciones extremas), compensar las mediciones por efecto de otras magnitudes asociadas (como la temperatura o la humedad), analizar el circuito en el que está inmerso (como detectar estado de baterías o interrupciones en la transmisión de información). Por tanto, disponen de un componente microprocesador que es capaz de realizar todas estas operaciones y comunicar la información procesada a través de un canal de comunicación”.

En resumen, como explica el ingeniero eléctrico Patricio Aranda Tapia, docente de Duoc UC, los sensores “tradicionales” convierten una variable física en una señal eléctrica entendible por los equipos de control. “En cambio, los sensores inteligentes no solo permiten medir la variable física para la cual fueron diseñados, sino que incluyen funciones adicionales. tales como conectividad inalámbrica, configuración y ajuste de parámetros de medición, registro de medidas, entre otras”, agrega.

“Al llamarlo un elemento inteligente, tendremos que tener en cuenta la capacidad de tomar decisiones bajo un criterio determinado o por la comparación de datos. Por lo tanto, un sensor inteligente puede tomar decisiones en base a la comparación o la discriminación de datos físicos o químicos medidos”, acota Marco Salvatierra, Jefe de Carrera Ingeniería de Automatización y Control Industrial de la Universidad Santo Tomás Viña del Mar. “A modo de ejemplo, esto quiere decir que un sensor inteligente trabaja en conjunto con otros elementos que pueden regular la temperatura de un hogar o caldera industrial, considerando la temperatura ambiente o exterior para mantener un valor ideal, todo esto comunicando la información al ‘mundo’. Otros aspectos a considerar en un sensor inteligente son la administración de datos y la comunicación con otros dispositivos, entregando información en línea de Máquina a Máquina y también Humano-Máquina (cualquier momento, constantemente)”.

Para el académico, las diferencias principalmente radican en poder interactuar de manera más rápida y sencilla entre los distintos equipos de un proceso, esto a nivel domiciliario e industrial.

Por otro lado, si bien su costo es elevado en relación al sensor tradicional, este trae beneficios a largo plazo, por ejemplo, en la reducción de costos de operación o en sistemas de seguridad. También una tendencia es la reducción en su tamaño, facilitando su integración en cualquier objeto.

De acuerdo a Fernández, los primeros sensores inteligentes surgieron hace más de 20 años y llegaron para reemplazar los dispositivos tradicionales de comunicación analógica (como 1-10V o 4-20mA) por dispositivos con comunicación digital industrial a través de buses de campo (como Modbus, Profibus PA o DeviceNet) y solo se encontraban en las industrias más tecnológicas. “A diferencia de los sensores industriales convencionales (analógicos), se lograron con este tipo de dispositivos ventajas muy significativas, como menos cableado, ya que todos se conectan a un mismo cable de red; mayor precisión; selección de unidades de ingeniería; rutinas de diagnóstico y comunicación bidireccional, admitiendo ser ajustados desde cualquier punto de la red, sin necesidad de estar situados donde está el sensor”, agregó.

En ese sentido, el académico de la Universidad Santo Tomás Viña del Mar destacó la capacidad de estos sensores de comunicarse a grandes distancias a través de protocolos de comunicación entre M2M (Machine to Machine) o utilizando una Interfaz Hombre-Máquina (HMI). “También, y dependiendo del rubro en el que se apliquen, son capaces de detectar magnitudes físicas o químicas de un entorno analógico y resguardarlas para posteriormente transformarlas en señales digitales, así transfiriendo datos en tiempo real”, añadió.

Por su parte, el docente del Duoc UC, indicó que este tipo de sensores están principalmente relacionados a conceptos tecnológicos, como:

• Automatización flexible: en un mundo interconectado los procesos productivos deben tener la capacidad de adaptarse a las necesidades, gustos y costumbres de los clientes, exigiendo de esta manera el cambio constante de los parámetros de fabricación. Es así como los sensores inteligentes vienen a cumplir con las exigencias de esta nueva relación cliente-industria.

• Monitoreo de los procesos productivos: a todos los procesos productivos se les exige continuidad; y al no cumplir con esta condición, las pérdidas económicas por las horas no producidas e imagen corporativa por no cumplimento de los envíos, son altas. Por estas razones, es que las maquinarias utilizadas deben ser capaces de enviar información sobre el estado de sus partes en forma continua con el fin de prever la falla y realizar la mantención correspondiente.

• Seguimiento de mercaderías: Debido al gran desarrollo del e-commerce, hoy tenemos envíos de todo tipo de mercaderías, las cuales deben ser monitoreadas constantemente, ya sea en su ubicación geográfica, condiciones de almacenamiento tanto internas como externas (temperatura, humedad, etc.), datos que deben ser procesados y transmitidos en cualquier momento.


Al respecto, agregó que “un sensor común se utiliza generalmente para aplicaciones locales basadas en acción y reacción, debido al hecho de que usualmente transforman la variable física en un nivel de tensión o intensidad (voltaje o corriente). Por otro lado, los sensores inteligentes se utilizan principalmente en todos aquellos procesos en los que se requiere hacer un seguimiento de la variable que se está midiendo a distancia, gracias a su capacidad de transformar la magnitud de la variable física en un dato que puede ser enviado mediante protocolos empleados comúnmente en la industria, como por ejemplo, HART, Profibus, Modbus, Fieldbus, AS-I, entre otros”.

En tanto, Mario Fernández, de ACCA, afirmó que “el empleo de sensores integrados con inteligencia incorporada, con costos muy bajos (menos de US$ 10), permite hoy disponer de productos que hace pocos años eran inviables, como tener varios sensores incorporados dentro de una misma máquina, o separados pocos metros entre sí en un campo agrícola, constituyendo una red de sensores”.

“La información registrada puede ser enviada a la nube -mediante la alta variedad de productos IoT disponibles hoy en día- a medida que se va recolectando, lo que permite tomar decisiones de operación inmediata o hacer un seguimiento estadístico de la información para poder realizar cambios estratégicos propios de la Industria 4.0”, aseveró. “Esta disponibilidad de productos electrónicos directamente vinculada a sistemas mecánicos o procesos, permite la elaboración de productos mecatrónicos altamente eficientes, con la posibilidad de ser reconfigurados para diferentes necesidades y satisfacer las necesidades de una industria tan demandante como la de nuestros tiempos”.