Introducción

La tecnología inalámbrica ha traído consigo muchos cambios innovadores, permitiéndonos comunicarnos con el mundo de nuevas maneras. Con frecuencia, la industria farmacéutica demuestra poco entusiasmo en aceptar rápidamente nuevas tecnologías puesto que siempre deberá enfrentarse con la antigua normativa. En este artículo se explicará cómo la tecnología inalámbrica puede mejorar la manera en que las partículas se monitorean dentro de las salas blancas de los fabricantes farmacéuticos, mientras que se cumplen en todo momento los requisitos de validación y calibración.

Sistema de monitoreo de partículas tradicional

Un sistema de monitoreo de partículas tradicional (Sistema de monitoreo de plantas) se compone por lo general de lo siguiente:

Sensores de partículas
Sensores ambientales (sensores de temperatura, humedad y presión diferencial)
Bombas de vacío
Computador
Software de recopilación de datos

Armario de comunicaciones con interruptores de red, dispositivo tipo controlador lógico programable (PLC) para la recopilación de señales de 4 a 20 mA desde sensores ambientales y disparo de luces de alarma, alimentación eléctrica a sensores de partículas y ambientales, etc.

La instalación de un sistema de monitoreo de partículas requiere grandes cantidades de cable para alimentar los sensores de partículas con la comunicación por Ethernet, 24 voltios de corriente y tubos de vacío. Puede ser difícil, costoso y consumidor de tiempo instalar todos los cables y tubos necesarios. Quizá sea imposible si existe un objeto móvil, como un carro, que deba se monitoreado.

Otro problema con el método “conectado por cable” existente es cuando ocurre un fallo de comunicaciones entre los sensores de partículas y el software de recopilación de datos; los sensores de partículas comunes no tienen una memoria incorporada para guardar los datos recolectados. Entonces se produce la confiscación de costosos lotes de producción.

Existe también una alta demanda de bombas de vacío para alimentar el caudal de aire continuo correcto a través de los sensores para la recopilación de datos relativos a partículas. Para eso se requiere normalmente la instalación de hasta tres bombas con un panel de control programado para conmutar entre bombas a intervalos preestablecidos.

Sistema de monitoreo de partículas inalámbrico

Últimamente, la industria farmacéutica ha demostrado una tendencia hacia las nuevas tecnologías para simplificar la instalación, al tiempo que también mejora la calidad del sistema de monitoreo de partículas.

En Escandinavia, una empresa farmacéutica recientemente instaló un sistema de monitoreo de partículas inalámbrico. El centro del sistema inalámbrico se integra alrededor de un sensor de partículas con una bomba integrada y componentes electrónicos que monitorean y regulan el caudal de aire al pie cúbico/por minuto deseado. Posee también una memoria integrada que guarda datos en caso de que se pierda la comunicación. Los datos almacenados se transfieren entonces automáticamente al software de recopilación de datos cuando se restaura la comunicación. Eso permite contar con un sistema muy sólido.

Figura 1: Sensor de partículas con bomba integrada y comunicación inalámbrica (descargar PDF para ver todas las ilustraciones y los cuadros)

Visión general de una comunicación inalámbrica de sensores de partículas

Figura 2: Visión general de la comunicación inalámbrica de sensores de partículas (Descargar PDF para ver todas las ilustraciones y los cuadros)

Validación de un sistema de monitoreo de partículas inalámbrico

Cuando considere la posibilidad de un sistema inalámbrico, surgirán dudas sobre la validación de datos. Debería tomarse en cuenta lo siguiente:

¿Cómo verifico que la planta sea apta para la comunicación inalámbrica? ¿Qué seguridad necesito instalar dentro de la red inalámbrica? ¿Cómo verifico que los datos recopilados sean los correctos?

1. Verificación de la planta

Antes de decidirse por la instalación de un sistema inalámbrico, se deberá configurar la simulación de un sistema a fin de comprobar que sea posible obtener una buena señal en la planta. Eso se puede hacer tomando el sensor de partículas y colocándolo en un carro en la sala blanca de producción. Instale un computador portátil con el software que se usará para recopilar los datos relativos a partículas. Configure el sensor en el software de modo tal que pueda recibir datos en tiempo real. Mueva el carro a las áreas que serán monitoreadas. En el otro extremo de la sala, un computador portátil puede comprobar que los datos se reciban correctamente y que no se detecten fallos de comunicación.

Nota: Si bien es más fácil comprobar en áreas fuera de la producción, es esencial hacer las pruebas en un entorno verdadero. Un entorno de producción debería representarse tan cercano a lo real como fuese posible a fin de verificar si la señal es interferida por otro equipo o por el personal de producción.

Figura 3: Transferencia de datos de partículas por comunicación inalámbrica al software de recopilación de datos. (Descargar PDF para ver todas las ilustraciones y los cuadros)

Dentro de la mayoría de las redes inalámbricas puede también verificar la fuerza de la señal; un nivel recomendado es del 85 al 100%. Si la señal es muy débil, se puede instalar un segundo punto de acceso o antenas de alta tensión con cables de extensión montados para localizar con precisión los sensores que tengan señal más débil.

Figura 4: Prueba de fuerza de señal (calidad del enlace) (Descargar PDF para ver todas las ilustraciones y los cuadros)

2. Seguridad de los datos

Como siempre ocurre con la comunicación de datos, la seguridad de la red es imperativa. Si se hace una instalación sin tener una seguridad adecuada, se pueden transferir las señales por las paredes a receptores que no sean seguros.

El sector de donde se pueden escoger los sistemas de seguridad es muy amplio. El método más básico requiere un ID de usuario y una contraseña para prevenir el uso de la red inalámbrica por parte de cualquier intruso. Un sistema más seguro comprende la instalación de la red inalámbrica con autorización de acceso sólo a computadores o sensores que deben comunicarse con esa red; eso se conoce con el nombre de "filtro de dirección MAC". Cada uno de los sensores de partículas tiene su propia dirección a la que se puede entrar por la lista de autorización de seguridad para puntos de acceso.

Cuadro 1: Ejemplo de configuración del punto de acceso inalámbrico. (Descargar PDF para ver todas las ilustraciones y los cuadros)

3. Verificación de los datos

El valor de un sistema sólo existe por los datos que proporciona y por esa razón es importante asegurar que a través del sistema se envíen los datos correctos. El mejor método para probarlo es tomar un contador de partículas portátil que tenga una impresora incorporada y conectarla a la red inalámbrica a través de la conexión de comunicaciones integrada por Ethernet. Los datos se pueden imprimir a partir de un contador de partículas y compararlos con los datos provenientes del método de recopilación inalámbrico.

Figura 5: Alarma de errores de caudal desde el sensor de partículas registrado en el software de recopilación de datos (Descargar PDF para ver todas las ilustraciones y los cuadros)

El elemento más crítico para verificar es qué ocurre si hay un fallo de comunicación entre el sensor y el software. Desde que el sensor tiene una memoria integrada, ésta almacenará todos los datos si la comunicación se pierde y los mismos se transferirán cuando ésta se restaure. Un fallo de comunicaciones se puede simular desconectando el cable de Ethernet entre el punto de acceso y el software de recopilación de datos. El fallo de comunicación se registrará como un cambio de color en la pantalla y no habrá conexión a ningún dato. Usted podría anotar la hora en que se registró la última muestra para cada sensor, volver a conectar el cable y luego verificar que todos los sensores recibieron los datos históricos que faltaban. Este cuadro histórico se puede luego imprimir en un adjunto como datos en bruto del resultado de la prueba.

Se puede también comprobar la señal bloqueando la entrada del sensor, obligándolo a enviar al software una señal de error de caudal.

Figura 6: Fallo de comunicación registrado en el software de recopilación de datos. (Descargar PDF para ver todas las ilustraciones y los cuadros)

Conclusión

La tecnología inalámbrica tiene dos ventajas principales. Asegura que los datos críticos no se pierdan y que sea más sencillo de instalar. Las nuevas disposiciones sobre la seguridad garantizan que los datos sean seguros y que se puedan validar.

De Thomas Loof, Malvern Instruments Nordic, distribuidor para Particle Measuring Systems

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