Industria 4.0 en la sala limpia: ¿una revolución o solo una palabra de moda?

Lo que los operadores de salas limpias de la industria automotriz pueden aprender  

Todo habla de "Industria 4.0", incluso en relación con las salas limpias. Pero lo que exactamente implica, a menudo sigue siendo un poco nebuloso. La claridad se obtiene con una visita a la feria Cleanzone de este año, que tendrá lugar el martes y miércoles, 8 y 9 de noviembre de 2016, en Frankfurt am Main.  

En la realidad, "Industria 4.0" significa esencialmente: monitoreo del estado y control de instalaciones mediante sensores y recopilación electrónica de datos, así como su procesamiento. Esto puede, en última instancia, incluso conducir a sistemas autogestionados, lo cual, a través de la conectividad más allá de la producción, también puede abarcar entrada y salida de mercancías, logística, facturación, control y mucho más. La filosofía de Industria 4.0 se experimenta hoy principalmente en conceptos de automatización, y en lo que respecta a la tecnología de salas limpias, llevan directamente al núcleo del asunto. 

Un ejemplo de las ventajas de un mayor grado de automatización son las pruebas de integridad de filtros desarrolladas, como las que son imprescindibles para garantizar la calidad del aire en cualquier sala limpia, ya sea en la industria farmacéutica, de semiconductores, química u otro sector industrial.

Solución a un problema: escaneo con mayor reproducibilidad y más rapidez

Para una sala limpia funcional, los filtros instalados son componentes clave para el éxito. Incluso pequeñas fugas pueden aumentar la concentración de partículas. Por lo tanto, es recomendable realizar regularmente pruebas de integridad en los filtros instalados.  

En la prueba de fugas, se escanea todo el sistema de filtros con una sonda de medición y también se detectan concentraciones elevadas de partículas en lugares específicos. En los "lugares sospechosos", se vuelve a aplicar un aerosol de prueba y se mide, tanto en el lado del aire no filtrado como en el lado del aire filtrado, la cantidad de partículas, utilizando una sonda en reposo. Finalmente, se compara con el número máximo permitido de partículas.

Sin embargo, lo de la sonda en reposo es algo complicado. Por lo general, las pruebas de integridad de filtros se realizan manualmente. Esto significa que un empleado debe escanear con una sonda a una distancia definida del filtro, a una velocidad constante. Además, debe vigilar la caída actual de partículas para poder realizar mediciones posteriores en esos mismos puntos, lo que conlleva una serie de posibles imprecisiones.  

Una mejora en las pruebas de integridad de filtros son los procedimientos asistidos por robots, que permiten detectar automáticamente el estado de filtros finales y unidades de flujo laminar. La medición se realiza de forma controlada por computadora, y los resultados se generan automáticamente, siendo más reproducibles y menos laboriosos que el escaneo manual.  

Los robots en salas limpias pueden moverse de forma autónoma

La automatización progresiva también se manifiesta actualmente en robots aptos para salas limpias, que transportan materiales y productos entre diferentes puntos de una fábrica, sin necesidad de sistemas de guía y navegando de forma autónoma, lo cual es una alternativa cuando los sistemas de rieles o transportadores no son viables o serían demasiado costosos.  

Más allá de las ventajas indiscutibles de la automatización, la utopía "Industria 4.0" va más allá de los conceptos actuales de salas limpias en un aspecto fundamental. Mientras que actualmente se documentan principalmente datos de salas limpias (contaminación por partículas, contaminación microbiológica), lo ideal sería que la definición de requisitos se base estrictamente en el producto y su calidad.  

"En el sentido de esta medida transversal de procesos, la Industria 4.0 ya se vive en parte en la industria automotriz", opina Michael Skerat, director general de skeratschoppe GmbH, un especialista en optimización de procesos, procesos de cambio, gestión estratégica y gestión de productos.

También existen ya numerosas aplicaciones en la industria automotriz en salas limpias dedicadas a la fabricación de lentes de protección, componentes electromechanicos de alta precisión de dimensiones mínimas, sistemas de conducción de medios en tecnología de válvulas o componentes inyectados en láminas. Esto abarca una serie de componentes fabricados en salas limpias o al menos en salas limpias controladas. También incluye el uso de robots que trabajan en espacios reducidos junto a humanos.  

"En el futuro, las salas limpias se integrarán cada vez más en conceptos existentes, aunque también debo decir que actualmente no hay ejemplos claros y tangibles", afirma Skerat. "Las aplicaciones también se pueden transferir a los procesos de fabricación farmacéutica. Sin embargo, aquí deben considerarse por separado los altos requisitos de pureza microbiológica".

Una tarea principal será definir interfaces en los puntos de transición entre la sala limpia y el entorno no limpio. Los datos del producto y de producción deben complementarse con parámetros específicos del espacio. Además, puede considerarse, por ejemplo, el desarrollo de calor de una máquina de inyección o tableteado instalada en la sala limpia, si esto resulta ser un criterio de calidad para el producto final.  

La optimización de procesos, la digitalización y la Industria 4.0 son temas principales en Cleanzone 2016. Por ejemplo, Michael Skerat hablará en el Congreso de Cleanzone sobre cómo los procesos de la industria automotriz pueden trasladarse a la producción en salas limpias. El Instituto Alemán de Salas Limpias organiza un panel de discusión de alto nivel titulado "Industria 4.0: Oportunidad para la innovación y el futuro".