Evolución Tecnológica y Sensores: Fundamentos de la Automatización Moderna

Evolución Tecnológica: De la Mecanización a la Robotización

La progresión de la tecnología en la industria y la vida cotidiana se ha desarrollado a través de distintas fases, cada una marcando un hito en la interacción entre el ser humano y las máquinas:

• 1.ª Fase: Mecanización

  En esta etapa, el usuario transita de la ejecución manual de tareas a la supervisión o programación de una máquina que las realiza. La mecanización no solo disminuye el esfuerzo físico, sino que también optimiza el número de operarios requeridos para una labor específica.

• 2.ª Fase: Automatización

  Esta fase se caracteriza por la capacidad de la máquina para operar de forma autónoma, sin requerir un control constante por parte del usuario una vez que ha sido activada. La automatización permite procesos más eficientes y continuos.

• 3.ª Fase: Robotización

  El culmen de esta evolución implica la sustitución no solo del trabajo manual, sino también del intelectual, mediante el uso de máquinas inteligentes. Un robot es capaz de ejecutar tareas repetitivas sin supervisión externa y, además, posee la habilidad de tomar decisiones, marcando un avance significativo en la autonomía de los sistemas.

Sensores: Fundamentos y Tipos en Sistemas de Control

Los sensores son dispositivos, generalmente electrónicos, esenciales para la entrada de datos y la realimentación en los sistemas de control. Su función principal es traducir la información del entorno en un impulso eléctrico, comúnmente digital (presencia o ausencia de corriente), que la unidad de control del sistema puede analizar y procesar.

Clasificación de Sensores por Principio de Funcionamiento

• Sensores de Contacto

  Utilizados para detectar el final de un recorrido o la posición límite de componentes mecánicos. Un ejemplo práctico es su uso para determinar cuándo una puerta o ventana automática ha alcanzado su apertura máxima, indicando al motor que debe detenerse. Los más comunes son los fines de carrera (o finales de carrera), interruptores compuestos por una pieza móvil y una fija, clasificadas como NA (normalmente abierto) o NC (normalmente cerrado).

• Sensores Ópticos

  Detectan la presencia de objetos o personas al interrumpir un haz de luz. Un tipo relevante son las LDR (resistencias dependientes de la luz), cuyo valor resistivo disminuye al recibir luz. Así, cuando un haz luminoso incide sobre ellas, permiten el paso de corriente por el circuito de control. Si un obstáculo interrumpe la luz, la LDR incrementa su resistencia, cortando el flujo de corriente.

• Sensores de Temperatura

  Se basan en termistores, resistencias cuyo valor varía con la temperatura. Pueden ser PTC (coeficiente de temperatura positivo), donde la resistencia aumenta con la temperatura, o NTC (coeficiente de temperatura negativo), donde disminuye. De esta forma, el termistor regula el paso de corriente en el circuito de control del sistema en función de la temperatura ambiente.

• Sensores de Humedad

  Aprovechan la conductividad eléctrica del agua, a diferencia del aire que es aislante (principio que justifica la prohibición de tomas de corriente cerca de bañeras según el Reglamento de Baja Tensión). Un par de cables eléctricos sin aislamiento conducirán una pequeña corriente si el ambiente es húmedo. Al amplificar esta corriente mediante un transistor en zona activa, se obtiene un eficaz detector de humedad.

• Sensores Magnéticos

  Capaces de detectar campos magnéticos generados por imanes o corrientes eléctricas. El interruptor Reed es el más representativo: consiste en dos láminas metálicas ferromagnéticas encapsuladas que se atraen y cierran un circuito en presencia de un campo magnético.

• Sensores Infrarrojos

  Emplean diodos emisores de luz infrarroja y fototransistores sensibles a estas ondas, que detectan las emisiones. Este principio es fundamental en el funcionamiento de los mandos a distancia, donde el mando emite infrarrojos que son captados por los fototransistores del aparato receptor.

  Visualmente, los diodos infrarrojos son idénticos a los LED y se representan de manera similar. El símbolo de los fototransistores es parecido al de los transistores convencionales, pero incorpora flechas que indican la recepción de luz. Es crucial recordar que las flechas apuntan hacia afuera del elemento cuando este emite luz o radiación infrarroja, y hacia adentro cuando la recibe.