Con la adopción de tecnología en las industrias minera, manufacturera y logística impulsada por la necesidad de maximizar la productividad y minimizar los costos operativos, los sensores de IoT desempeñan un papel fundamental en la recopilación de datos y conocimientos para optimizar las operaciones industriales.

Jack Howley

 

La tecnología industrial de sensores (IoT) busca una mejor seguridad de los trabajadores y una planificación de mantenimiento racionalizada. Desde cámaras, LiDAR y radar para la visión de la máquina en robótica, hasta parches de piel y sensores de gas miniaturizados en equipos inteligentes de protección personal, las aplicaciones emergentes de IIoT presentan oportunidades de crecimiento para una variedad de tecnologías de sensores. El informe "Mercado de Sensores 2025-2035: Tecnologías, Tendencias, Jugadores, Pronósitos", predice que el mercado global de sensores superará los US$250B para 2035, y la tecnología de sensores industriales seguirá siendo central en crecimiento durante la próxima década.

 

Visión, tacto y sentidos clave para robots industriales
El aumento de los gastos laborales y la expansión del comercio electrónico están impulsando tecnologías de robots móviles a través de almacenes, fábricas y centros de cumplimiento, donde se utilizan para una amplia gama de tareas logísticas. La intralogista, el manejo de materiales, la recolección de casos y la entrega de última milla son mercados de aplicación crecientes para la tecnología de sensores IIoT en robótica móvil.

Los sensores en los robots se pueden utilizar para diversas tareas que van desde la medición de la fuerza, la detección de objetos, la navegación y la localización, hasta la detección y cartografía de colisiones. Los avances recientes en tecnologías de sensores y software de fusión de datos permiten utilizar muchos sensores para múltiples propósitos. Por ejemplo, las cámaras, junto con los sistemas de visión por computadora, pueden ser utilizadas para la detección de colisiones, así como para la navegación y localización.

Los sensores de detección de colisiones son esenciales para la seguridad y son necesarios para muchos tipos de robots industriales que funcionan alrededor de los operadores humanos, como robots móviles autónomos (AMR) a robots colaborativos. La movilidad autónoma en la robótica industrial es popular desde hace unos años, con muchos AMR capaces de conducirse con riesgos mínimos. IDTechEx predice que la detección de colisiones y los sensores de conducción autónoma utilizados en aplicaciones de robótica industrial serán segmentos clave de crecimiento del mercado de sensores.

 

Aplicaciones emergentes de sensores en IoT industrial. Fuente: IDTechEx

Aumento de los equipos de protección personal para una mayor seguridad de los trabajadores
Se informa de que los incidentes de seguridad en el lugar de trabajo cuestan alrededor de US$167B cada año sólo en los EE.UU.. Las industrias manufactureras, de construcción, de transporte y de almacenamiento experimentan el mayor nivel de accidentes relacionados con el trabajo, representando más del 20% de todos los incidentes. Una gran parte de este costo se pierde productividad, con 103 millones y 35 millones de días de trabajo perdidos cada año debido a lesiones en los EE.UU. y el Reino Unido, respectivamente.

La tecnología de sensores IIoT puede mitigar estos costos mediante la medición y el seguimiento proactivo de los indicadores clave pertinentes para incidentes laborales industriales comunes. Equipos inteligentes de protección personal (PPE), por ejemplo cascos, integrados con sensores de gas y movimiento wearables detectan condiciones de trabajo peligrosas (índice de calidad del aire peligrosamente alto) y comportamiento de actividad anómala (cambios en movimiento indicativos de un accidente).

Los parches de piel usables para el análisis de hidratación y sudor están surgiendo dentro de la minería, y las industrias del petróleo y el gas. En estas industrias, los riesgos de no rehidratar pueden incluir deterioro cognitivo que conduce a la lesión, así como los efectos fisiológicos de la deshidratación misma. Los sensores de hidratación usables proporcionan a los trabajadores alertas personalizadas para ayudarles a rehidzarse de manera más proactiva. Por ejemplo, Epicore Biosystems, líder emergente en el mercado industrial de sensores usables, ofrece soluciones microfluídicas usables 'similares' para el análisis de sudor en aplicaciones de seguridad industrial.

La seguridad en el lugar de trabajo puede ser potencialmente un mercado de alto volumen para la tecnología emergente de sensores IIoT. La integración de los sensores de IIoT wearables en EPI requerirá productos asequibles suministrados con una plataforma de seguimiento de datos que lo acompaña y demostrará una reducción del riesgo tangible en casos de uso relacionados. Una ruta al mercado de sensores en EPI inteligente podría ser ofrecer monitoreo de trabajadores como un servicio en lugar de soluciones de hardware por sí sola - ofrecer una solución de productos listo para usar con una plataforma de gestión de riesgos que lo acompaña reduciría las barreras a la adopción para los clientes industriales.

Monitoreo de la salud de las máquinas y el mantenimiento predictivo
El fallo del equipo es un gran hundimiento de tiempo y dinero en la industria, y se ha informado que el impacto de la interrupción en las operaciones representa hasta un 15% de los costes totales de producción. El mayor impacto en los costos es la pérdida de ingresos debido al tiempo de inalteración de la producción y la interrupción logística. El trabajo es otro factor importante, además del costo de reemplazar componentes o equipos extintos.

 

La tecnología de sensores IIoT promete reducir el fallo del equipo, y por lo tanto el tiempo de inmersión, a través de soluciones de monitoreo de la salud de las máquinas. Los sensores gitanoscópicos conectados a las máquinas pueden medir hasta 2 kHz frecuencias vibratorias, características de desequilibrio, problemas de holaje o desalineación. Los acelerómetros MEMS son adecuados para una medición de mayor frecuencia, identificando problemas con engranajes y lubricación (3-10 kHz), así como rodamientos de ventiladores y fallos de refrigeración (10-100 kHz). Diagnosticar los problemas de salud de las máquinas a través de perfiles de vibración anómalos de los equipos puede identificar problemas de forma proactiva, permitiendo el mantenimiento programado de piezas envejece y fallidas antes de fallar.

El auge de la tecnología de computación de bordes ve a los fabricantes de sensores integrar cada vez más la IA en los sensores industriales de IoT. Dispositivos analógicos, STMicroelectronics y TDK están entre varios fabricantes de equipos originales en el mercado de sensores que integran modelos de aprendizaje automático pre-entrenados en sensores para proporcionar funcionalidad de mantenimiento predictivo. A medida que surjan estas tecnologías, la reducción del costo total de la propiedad será un desafío clave. Los costos de mantenimiento son bajos cuando el equipo está operando como de costumbre, por lo tanto, hay limitado capital disponible para la inversión en soluciones de mantenimiento predictivo.

Conclusiones y perspectivas
Las futuras soluciones industriales de IoT se basarán en un ecosistema de inteligencia industrial para casar los datos de los sensores y conocerlos con una mejora y optimización de las operaciones. Los sensores de la robótica industrial están racionalizando las industrias manufactureras y logísticas a través de una mayor automatización. La seguridad de los trabajadores industriales está emriendo rápidamente como un mercado de crecimiento de sensores wearables, ofreciendo condiciones ambientales y monitoreo de actividades para gestionar el riesgo en entornos de trabajo peligrosos. Las tendencias globales en la computación de bordes y la IA están renovando el interés en la monitorización de la salud de las máquinas, donde se están desplegando sensores de vibración inteligentes para permitir el mantenimiento de equipos predictivos.

El mercado industrial de sensores IoT sigue siendo clave para los proveedores de tecnología establecidos y emergentes, aunque el crecimiento es históricamente lento para materializarse. La ausencia de soluciones únicas aplicables a una amplia gama de industrias alarga el tiempo de desarrollo y aplicación de productos, lo que supone una barrera persistente para demostrar valor a los clientes. Este desafío se ve a menudo agravado por la complejidad de la integración de la nueva tecnología de sensores en la infraestructura heredada envejeciendo. Frente a ello, el éxito de los sensores en IoT industrial requerirá una reducción del coste total de propiedad y el largo rendimiento de los períodos de inversión de las soluciones de IoT.

Informe de IDTechExs, "Sensor Market 2025-2035: Technologies, Trends, Players, Forecasts", evalúa críticamente las aplicaciones de sensores clave en los mercados industriales de IoT, IoT ambiental y de consumo. El informe ofrece una visión global del mercado mundial de sensores, con conocimientos y análisis críticos de los mercados emergentes de aplicaciones de sensores en la movilidad futura, IoT, tecnología wearable, electrónica impresa y computación de bordes. El informe contiene previsiones globales de mercado de sensores a diez años de 2025-2035, segmentadas por tecnología de sensores, incluyendo sensores semiconductores, sensores de gas, sensores de automóviles y aeroespaciales, biosensores, sensores para la movilidad futura, sensores cuánticos, sensores de imagen y sensores fotónicos de silicio.

 

Más información en https://www.idtechex.com

 

 

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