Carlos Unzo. División Electrónica de Inycom

El desarrollo tecnológico de los últimos tiempos, ha introducido en el campo de la instrumentación electrónica un nuevo concepto o atributo propio de la naturaleza humana: la inteligencia.
Entendemos por instrumentación inteligente aquélla capaz de modificar su comportamiento, tomando ciertas decisiones (en algunos casos hasta en tiempo real) en función de diversos valores de entrada o datos recogidos.
En contraposición, la instrumentación tradicional se limita a recoger datos, sin que éstos puedan ser interpretados y, por supuesto, sin que se produzcan modificaciones de comportamiento en función de ellos. Así pues, el proceso de trabajo habitual con este tipo de sensores es la recogida de datos, la interpretación de los mismos por parte del investigador y la posterior modificación “manual” del sensor en función de los resultados obtenidos.
Para poder ser considerado inteligente, cualquier instrumentación deberá cumplir, entre otras, las siguientes premisas:
• Elegir automáticamente el rango y algoritmos de trabajo.
• Mejorar la precisión en la medida y autocorregir errores (ajuste automático de cero, compensación de fallos por causas ambientales o por la variación de las condiciones del proceso a medir) e incluso autoaprendizaje.
• Deberá de tener capacidad de comunicación (sea por cable o wireless).

Prevención de fallos en cascada
La utilización de sensores inteligentes facilita, entre otras cosas, la prevención de fallos en cascada en procesos largos que incluyen gran número de elementos. En este tipo de procesos, un error de medición o una simple variación de las condiciones de trabajo (un cambio de temperatura ambiente o una sobretensión, por ejemplo) puede generar una lectura errónea de los datos, equivocación que arrastraremos a todos los elementos posteriores del proceso, desvirtuando los resultados finales.
Los sensores tradicionales, a diferencia de los inteligentes, no son capaces de detectar estas situaciones, y mucho menos corregir o compensar las medidas.
Dentro de la instrumentación destacamos las siguientes tipologías:
1. Los smart-sensors (sensores inteligentes) son sensores con capacidad de instrumentación. Se trata de microinstrumentos autónomos o casi-autónomos con comunicación con otros elementos o instrumentos.
En general, el esquema de un smart-sensor incluye el sensor encargado de realizar la toma de datos, al que se le acopla un acondicionador de señal (transformando nuestra entrada en una señal eléctrica y adecuándola a unos valores dados mediante amplificación, atenuación, filtraje o aislamiento) para más tarde, mediante un conversor analógico-digital, transformar nuestra señal y trabajar con ella. Esta es la parte que funciona a modo de transductor.
Sobre esa señal ya convertida, aplicamos los algoritmos de toma de decisiones (el verdadero corazón del smart-sensor) para posteriormente almacenar los valores obtenidos o presentarlos de forma local al usuario. Además, mediante un bus de comunicación, podemos enviar esa señal procesada a más usuarios para que sea observada y tener la posibilidad de monitorizarla en tiempo real.
2. Por otro lado encontramos lo que se conoce como Instrumentación virtual, que tiene la capacidad de recrear un entorno virtual de medida y adaptarlo a las necesidades del usuario, aprovechando el bajo coste y la versatilidad de los recursos informáticos actuales.
La instrumentación virtual proporciona una arquitectura abierta, aporta la capacidad de definición por parte del usuario. En la instrumentación virtual la funcionalidad, características, interface y apariencia pueden ser cambiados, ya que en el fondo no se trata más que de modificar el software del dispositivo, a diferencia de la instrumentación tradicional, que nos viene “cerrada” y definida por el fabricante, impidiendo que el usuario lo pueda adaptar a sus gustos y necesidades.
Los tres elementos clave para la construcción de un instrumento virtual son una tarjeta de adquisición de datos (para la entrada de las variables que queremos medir), un ordenador personal (donde almacenaremos y procesaremos esos datos) y, sobre todo, el software que controlará la adquisición y el procesado, que además es lo que define al instrumento virtual en sí mismo.
3. Por último tenemos la emergente tecnología del Wireless Sensor Networking (WSN ó Redes Inalámbricas de Sensores). Esta tecnología se basa en la utilización de multitud de sensores de sencillo funcionamiento (y bajo coste), unidos entre sí y a un nodo central que se encarga de la recogida de datos, interpretación y proceso de los mismos, y la toma de decisiones en función de esos valores recogidos. Los sensores pueden actuar incluso como repetidores de la señal de otros sensores más alejados del nodo central.
La sustitución de sensores tradicionales por éstos (más sencillos pero más numerosos), generalmente simplifica bastante la infraestructura necesaria de instalación, además de abaratar costes y añadir un factor de modularidad que puede suponer muchas ventajas (como, por ejemplo, la no paralización del sistema ante la avería de uno de esos elementos).

Postgrado en Instrumentación Inteligente en la Universidad de Zaragoza La Facultad de Ciencias de la Universidad de Zaragoza imparte por tercer año consecutivo el postgrado en Microsistemas e Instrumentación inteligente. Éste está orientado a diplomados y licenciados interesados en el emergente campo de la instrumentación inteligente. Para recabar más información sobre el tema pueden dirigirse a la página web: http://wzar.unizar.es/servicios/epropios/oferta/161.html o bien contactar en el correo uelec@unizar.es con Santiago Celma Pueyo, director del Postgrado y profesor titular del Área de Electrónica de la Facultad de Ciencias de la universidad de Zaragoza.

Buenas perspectivas
strumentación inteligente es un área con mucho futuro por delante. Probablemente no llegue a sustituir por completo a la instrumentación tradicional, pero tampoco es esa su intención. Ambos tipos de arquitectura coexistirán, cada una con sus ventajas e inconvenientes, con sus áreas de aplicación y sus diferentes formas de afrontar una misma situación.
Quizá las tendencias informáticas que se manejan como soluciones de futuro (computación distribuida, clustering, computación cuántica, etc.) hagan que la instrumentación inteligente dé otro salto cualitativo, tan grande o incluso mayor al que hemos vivido en los últimos años.