Los robots automatizan las pruebas de esterilidad en laboratorios

Dos robots industriales, cuyas movimientos están semi-sincronizados, reconocen y agarran una manguera y la colocan en una bomba peristáltica. (Fuente: Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez)

La necesidad de automatización en laboratorios aumenta constantemente. Sin embargo, los requisitos para una aplicación asistida por robot en este contexto son elevados. Cómo implementarla de manera técnica y económicamente viable, lo muestra el Fraunhofer IPA mediante un prototipo en colaboración con SKAN.

Los robots automatizan las pruebas de esterilidad en laboratorios

La manipulación de objetos siempre ha sido una de las tareas que los robots realizan con mayor frecuencia. Para muchos casos de aplicación, esto ya está resuelto de manera óptima y ha estado en uso en producción en serie durante años. El carro de la carrocería, que se transporta por las instalaciones en la fase de construcción en bruto, es el ejemplo más conocido. Pero también en muchos otros entornos, la demanda de mayor automatización con robótica es fuerte. Esto incluye laboratorios en las industrias de ciencias de la vida y farmacéutica.

En el entorno de laboratorio existen numerosas tareas no ergonómicas, repetitivas y monótonas, que resultan poco atractivas para los profesionales. Además, en tiempos de escasez de mano de obra, los operadores de laboratorios deben primero encontrar personal cualificado. La robótica puede ayudar a aliviar la carga de los profesionales disponibles, permitiéndoles dedicar sus capacidades a actividades de mayor valor añadido. Además, en el laboratorio se requiere un trabajo eficiente, repetible y seguro, así como una documentación completa y libre de errores, para lo cual la robótica también es muy adecuada. Si la solución robótica está diseñada de forma modular, puede satisfacer las demandas flexibles en este entorno complejo.

Los robots manejan mangueras

Un ejemplo de desarrollo para el manejo automatizado de pruebas de esterilidad como parte del control de calidad en la producción de medicamentos surgió en el marco de dos proyectos del Fraunhofer IPA con SKAN. Mientras que en la primera colaboración se trataba de verificar la viabilidad básica, en el siguiente paso se desarrolló una solución prototípica de manejo, que ya ha sido patentada. En ella, dos robots industriales, cuyas movimientos están semi-sincronizados, extraen pruebas de esterilidad del embalaje, reconocen y agarran una manguera y la colocan en una bomba peristáltica. La celda robotizada corresponde a las dimensiones de un esterilizador típico de SKAN.

Un desafío es que las mangueras son flexibles y, por lo tanto, difíciles de manejar. Además, existe el riesgo de que puedan enredarse. Sin embargo, en un estudio de viabilidad, el equipo de desarrollo demostró que el prototipo actúa de manera robusta y segura en el proceso.

En general, las aplicaciones basadas en robots para laboratorios deben adaptarse a los requisitos de este entorno de uso. Las partes flexibles mencionadas, como mangueras o bolsas, son objetos típicos con los que un robot debe poder manejar gracias a una planificación de trayectorias y técnicas de agarre adecuadas. Además, las especificaciones en cuanto a esterilidad o procesos de limpieza en el entorno de producción, como las que establece la »Buenas Prácticas de Manufactura« (GMP), son estrictas. Y, por último, el entorno de laboratorios y farmacéutico está altamente regulado, por lo que los procesos y sistemas implementados deben ser altamente confiables.

Conocimiento especializado en automatización y procesos de laboratorio

En el desarrollo de la aplicación se ha incorporado un amplio conocimiento sobre soluciones complejas de montaje, desmontaje y manejo, así como experiencia de alrededor de 50 años en estudios de viabilidad relacionados con la automatización. Estas investigaciones abarcan desde la conceptualización hasta la fabricación de herramientas y dispositivos específicos para el cliente, la configuración y evaluación de la aplicación robótica, hasta su transferencia a la producción en pequeña serie. Para la colaboración con la empresa SKAN, en el Fraunhofer IPA trabajaron en equipo expertos de los departamentos especializados en sistemas robóticos y de asistencia, automatización de laboratorios y tecnología de bioproducción, quienes aportaron el conocimiento sectorial adecuado en cada caso. Actualmente, SKAN planea desarrollar el prototipo en un producto en serie con la ayuda de un integrador de sistemas o fabricante de plantas. El Fraunhofer IPA puede seguir apoyando ampliamente en esta transferencia tecnológica.