Utilizando equipos robustos en ambientes fríos y congelados
Las empresas ya no tienen que comprometer la funcionalidad y el acceso a la información sólo por el entorno. Los computadores portátiles de última generación para ambientes de almacenamiento fríos y congelados se diseñan y construyen, no sólo para soportar el uso prolongado en el frío, sino para poder soportar también la transición entre lugares fríos y cálidos.
En entornos de almacenamiento fríos y congelados, las tareas rutinarias de la cadena de suministro pueden llegar a ser extremadamente difíciles cuando se enfrentan a las duras condiciones de temperaturas frías extremas. El despliegue de dispositivos comerciales o industriales que no son adecuados para entornos de almacenamiento fríos y congelados aumenta inevitablemente los costos operativos debido a que los fallos en el equipo aumentan, interrumpiendo las operaciones y reduciendo la productividad. Las condiciones ambientales específicas que se encuentran en las instalaciones de almacenamiento fríos y congelados generan desafíos sustanciales como la helada, el hielo y la condensación, lo que puede socavar el rendimiento de equipos de computación aún más robustos. Para la mayoría de las plataformas, la estabilidad del sistema no puede garantizarse a menos que la temperatura interna del sistema sea aumentada a 0 ° C. Sin embargo, en ambientes de congelación y sub-cero, la asistencia mecánica es necesaria para alcanzar esta temperatura de referencia. En consecuencia, la integración de soluciones de calefacción dentro de los equipos, sumado a modificaciones en el diseño, se ha convertido en una característica clave que distingue las computadoras de ambiente fríos y congelados de las de los sistemas estándar.
¿Cuales son los desafios en operaciones de frío?
Aire frío, heladas y condensación. Cada uno de estos elementos crea un desafío específico para equipos de computación móviles robustos. El aislamiento utilizado para mantener refrigeradas y congeladas las áreas de almacenamiento frío también plantea problemas cuando se trata de conectividad inalámbrica. A continuación, se ofrece un breve resumen de cómo afectan estas condiciones al rendimiento de la computadora móvil.
Congelamiento
- El hielo obscurece las pantallas LCD, por lo que los usuarios no pueden ver las solicitudes ni verificar los datos que ingresan.
- El congelamiento de la pantalla oscurece la visibilidad, lo que impide la verificación de datos, disminuye la productividad y aumenta el riesgo de errores.
- Los lectores de códigos de barras y los dispositivos de captura de imágenes no funcionarán si la helada cubre el visor del puerto óptico. En estos casos, los trabajadores deben recurrir a la introducción manual de datos, lo que reduce drásticamente la productividad y aumenta las tasas de error.
- El hielo acumulado en el equipo, también puede causar que las teclas se peguen si el dispositivo está construido incorrectamente o no está bien sellado. Las tasas de error crecen exponencialmente
Condensación
- La condensación causa los mismos problemas que las heladas al hacer que las pantallas y escáneres sean inutilizables
- La condensación presenta más de un problema porque puede ocurrir dentro de la pantalla o en la ventana de escaneo y, por lo tanto, no puede eliminarse fácilmente. Es un problema muy serio porque puede provocar la corrosión de los componentes internos, se se producen fallos y cortocircuitos, lo que hace que el dispositivo no pueda utilizarse hasta que sea reparado o reemplazado
El derretimiento de la escarcha conduce a la condensación y, similar a las heladas, la condensación puede hacer que las pantallas y escáneres no sean utilizables. Sin embargo, generalmente, la condensación puede ocurrir dentro del equipo, por lo que es difícil de eliminar, y como es de suponer, esto representa un problema mayor. Este agrupamiento de la humedad puede hacer que la electrónica de cortocircuito y los componentes internos se oxidan y corroen.
Fluctuaciones de temperatura
Aunque la mayoría de las computadoras resistentes pueden soportar la exposición ocasional a las temperaturas de congelación por períodos de tiempo cortos, los equipo especializado para ambientes fríos y congelados, necesitan soportar fluctuaciones extremas de temperatura. Cada vez que se abre una puerta de la instalación de almacenamiento en frío, la humedad y temperatura del aire fluctúan, o también, cuando un dispositivo se mueve entre ambientes con temperaturas cálidas y frías, esto expone a un estrés considerable para cada uno de los componentes del equipo. A bajas temperaturas, la humedad se condensa en los componentes. Luego, las personas y los dispositivos se mueven desde un ambiente de almacenamiento en frío de -30 ° C a la temperatura ambiente promedio de 20 ° C, lo que representa un cambio de temperatura de 50 grados, estos cambios pueden transformar la condensación en vapor, haciendo que los componentes exploten.
Aire Frio en dispositivos
- Las baterías de los dispositivos móviles también son desafiados por el aire frío, porque las baterías no pueden liberar su energía cuando las temperaturas bajan por debajo de ciertos niveles. El resultado es la fiabilidad y los problemas de productividad que amenazan el rendimiento al mismo tiempo que reducen la eficiencia general
- Las ondas de radio viajan de manera diferente a través de aire frío y húmedo que en condiciones más cálidas y secas, por lo que los usuarios pueden experimentar un menor rendimiento de alcance de sus sistemas de redes inalámbricas a menos que se hagan ajustes apropiados paraa este tipo de ambiente.
Aislamiento (Sellado)
El aislamiento utilizado para evitar el escape de aire frío también puede restringir el movimiento de las ondas de radio. El aislamiento absorbe las señales de RF, y comúnmente crea lo que se conoce como el “efecto multipista”, que ocurre cuando las señales rebotan de obstáculos y llegan al punto de acceso en momentos ligeramente diferentes.La mayoría de los ordenadores móviles robustos no dejarán de funcionar si se toman ocasionalmente en un congelador durante períodos de tiempo muy cortos, o si se utilizan a más largo plazo en áreas ligeramente refrigeradas. La cantidad de exposición a condiciones de frío extremo y la frecuencia de transición de temperaturas frías a temperaturas normales son las consideraciones clave para determinar si se necesitan equipos para ambientes fríos y congelados.
Por lo general, los ordenadores estándar normalmente funcionan normalmente a temperaturas de aproximadamente -10 ° F (-20 ° C), lo cual es apropiado para ambientes refrigerados comunes. Las computadoras que se usan de forma consistente a esas temperaturas, o en congeladores (que a menudo se mantienen a -22 ° F / -30 ° C) debe hacerse específicamente para esas condiciones.
Los cambios de temperatura son especialmente difíciles para los ordenadores porque la condensación a menudo resulta y puede causar un fallo completo en un orden relativamente corto. Deben utilizarse modelos resistentes de ambientes fríos y congelados si el equipo experimentará viajes a través de áreas normales, refrigeradas y congeladas a lo largo del día como parte de las operaciones normales de picking y almacenamiento. Las oscilaciones extremas de la temperatura son las más peligrosas, como en el verano en que una carretilla elevadora puede moverse de un congelador -22 ° F a una puerta del muelle de 100 ° F.
¿Cuales son los problemas que se pueden experimentar en equipos no preparados para frio extremo?>
Drenaje de batería
Los efectos más comunes e inmediatos de las temperaturas frías son la degradación de la batería. Las temperaturas frías afectan la rapidez con que una batería descarga y carga, es decir, cuánta potencia puede suministrar y cuán rápidamente puede recargarse. La exposición constante a temperaturas frías puede reducir la duración de la batería hasta en un 50%, o incluso provocar un fallo total de la batería.
Daño en pantalla
Distorsiones en la pantalla, como manchas blancas y desenfoque de movimiento, pueden resultar de la exposición a temperaturas de congelación y frío extremo. Las pantallas LCD, en particular, son extremadamente sensibles al frío. Además de retrasar las reacciones de la pantalla táctil y la imagen borrosa o fantasma, las condiciones de frío aumentan la rigidez de la pantalla, lo que puede conducir a grietas o rotura.
Errores de componentes internos
Debido a que el frío extremo inmoviliza las partes móviles, los dispositivos informáticos pueden registrar varios errores de los componentes internos y tienen dificultades para leer las tarjetas de memoria y ejecutar las operaciones de procesamiento. Las temperaturas frías también pueden corromper la salida de componentes integrados de manera impredecible.
Daño Físico / Distorsión
Cuando los dispositivos de computación están sometidos a un frío extremo, los componentes internos / externos se vuelven frágiles y más vulnerables. Además, la expansión y contracción del material debido a las fluctuaciones de la temperatura puede resultar en una distorsión permanente de los componentes.
Evaluación de un dispositivo para su uso en almacenamiento en frío
“No hay dos configuraciones de almacenamiento en frío idénticas… debe analizar cada situación en particular”
Cada instalación de almacenamiento en frío es única y depende del perfil de operación de la instalación específica y parámetros comerciales, equipos e infraestructura, así como clima y condiciones climáticas locales. Diferentes climas y estaciones del año implican condiciones radicalmente diferentes en diferentes partes del mundo. Esto significa diferentes retos y soluciones para cada configuración de la gestión de la temperatura. Además, las condiciones reales de temperatura que deben mantenerse dependen de los tipos de productos almacenados y del período de almacenamiento esperado. Sin embargo, independientemente del clima o la configuración, al evaluar dispositivos de computación para uso operacional, los factores a continuación deben ser considerados para asegurar que el equipo puede soportar las condiciones ambientales y aun así ofrecer fiabilidad. La eficiencia operativa, la satisfacción del cliente y los márgenes de beneficio dependen de ello.Puntos necesarios a tener en cuenta, al momento de elegir el equipo adecuado para trabajo en áreas congeladas
Visibilidad
El aire frío y la niebla pueden causar condensación a la niebla sobre las pantallas de la computadora y las ventanas de exploración de lectores de código de barras. Esto reduce la visibilidad, incluso la congelación de las pantallas LCD, y dificulta el escaneo de códigos de barras, lo que puede provocar que los trabajadores recurran a la introducción manual de datos, reduciendo drásticamente la productividad y aumentando las tasas de error. Otra consideración para la visibilidad es la retroiluminación. En entornos poco iluminados u oscuros, los teclados retro iluminados permiten a los trabajadores mantener la productividad.
Uso con guantes
Debido a que los trabajadores deben usar guantes para el aislamiento en ambientes fríos, es esencial un diseño de teclado amigable para los guantes con grandes teclas bien espaciadas para una operación cómoda.
Pantalla táctil a prueba de rotura
Para sistemas que puedan experimentar un manejo brusco debido al funcionamiento enguantado y ambientes hostiles, es esencial una pantalla táctil robusta y resistente a rotura para asegurar la longevidad del producto.
Durabilidad
La selección de componentes robustos duraderos es fundamental para garantizar la fiabilidad del sistema en entornos difíciles. En caso de frío extremo, la falta de arranque y las lecturas analógicas imprecisas pueden resultar de la intolerancia al equipo. El manejo térmico agresivo y la virtualización de ciertas funciones de hardware pueden tener un impacto positivo en el rendimiento.
Componentes resistentes / carcasa
Para garantizar la durabilidad y proteger el equipo de las duras condiciones ambientales, la carcasa del dispositivo especial es esencial para limitar los efectos de la exposición, así como el daño potencial de impacto. Un sello fuerte también es necesario para evitar que la humedad y la condensación dañen el interior de la computadora. Las computadoras industriales robustas típicamente tienen una clasificación IP54, lo que significa que están protegidas contra el polvo y las salpicaduras de agua. IP54 puede no ser lo suficientemente resistente para ambientes fríos y congelados, particularmente cuando es probable que los cambios frecuentes de temperatura causen condensación. Una clasificación de IP67 es apropiada para la mayoría de los ambientes fríos y congelados, e indica que el dispositivo puede soportar chorros de agua, que es suficiente protección para prevenir la humedad interna.
Baterías
Las computadoras móviles suelen usar baterías de iones de litio. Las temperaturas frías impiden que las baterías de iones de litio convencionales liberen su carga, haciendo que el dispositivo motorizado sea inutilizable hasta que se caliente la batería. Las baterías de iones de litio suelen fallar completamente a temperaturas de -30 ° C o más, lo que es común para las configuraciones de almacenamiento en frío. Las baterías de iones de litio de baja impedancia diseñadas especialmente para el uso a temperatura fría liberan su carga a temperaturas más frías y tienen puntos de falla más bajos.
Potencia ininterrumpida
Para protegerse contra las pérdidas de energía y los retrasos de reinicio, el equipo informático debe estar equipado con algún tipo de solución a prueba de fallos o fuente de alimentación alternativa como baterías de backup que protejan la sesión de trabajo.
Conectividad inalámbrica
Las tecnologías de comunicaciones inalámbricas industriales más populares, incluidas las redes inalámbricas Bluetooth y IEEE 802.11, se pueden utilizar en entornos de almacenamiento en frío y congeladores. Es posible que se requieran algunos ajustes en las LAN inalámbricas para garantizar un rendimiento consistente y de calidad. Los puntos de acceso (APs) a menudo necesitan ser instalados directamente en áreas de almacenamiento refrigerado o congelado para proporcionar cobertura allí, porque las paredes gruesas y el aislamiento pueden bloquear las señales de APs fuera de la zona fría. Cuando los puntos de acceso se instalan en zonas refrigeradas o congeladoras, deben colocarse en un recinto climatizado para proteger contra la condensación y el frío. El efecto multitrayecto es una preocupación real para cualquier ambiente aislado, frío o húmedo, y es especialmente así para instalaciones de almacenamiento en frío, donde todas estas condiciones están presentes. Hay antenas especializadas que se pueden utilizar con puntos de acceso comunes para corregir el efecto multitrayecto. Tales antenas son altamente ventajosas para proporcionar conectividad LAN inalámbrica a ordenadores móviles utilizados en entornos de almacenamiento en frío.
Transferencias de datos
En cuanto a las transferencias de datos, las paredes gruesas y el aislamiento limitan el movimiento de las ondas de radio y absorben las señales de RF, causando un efecto de trayectoria múltiple donde las señales rebotan de obstáculos y llegan a puntos de acceso en momentos diferentes. El efecto multitrayecto es una preocupación real para cualquier ambiente frío o húmedo aislado, tal como instalaciones de almacenamiento en frío. Las antenas especializadas se pueden desplegar en puntos de acceso comunes para corregir el efecto multitrayecto y garantizar la conectividad LAN inalámbrica para transferencias de datos.
Conectores / antenas
Otro factor importante a considerar son los conectores que conectan computadoras a periféricos o fuentes de energía (por ejemplo, la batería en un ordenador montado en un vehículo). Para la mayoría de los casos, los conectores que se sujetan en su lugar son suficientes; sin embargo, para entornos fríos, los conectores roscados con aislante son la opción superior. El roscado del tornillo no sólo es menos probable que se separe, sino que también proporciona un sello contra la humedad que puede dañar el conector.
Sistemas / dispositivos integrados (lectores de código de barras)
Los escáneres de códigos de barras requieren una línea de visión directa para leer y decodificar las etiquetas con precisión. Cualquier empañamiento o condensación en la óptica del escáner impide el funcionamiento y puede conducir a un fallo total del dispositivo. En la solución ideal, el lector de código de barras se integrará con el ordenador, permitiendo al dispositivo beneficiarse del calentador interno de la computadora.
Cualquier ordenador de mano se puede llevar en un estuche o funda, pero que la protección superficial no hace que el dispositivo adecuado para su uso prolongado en temperaturas frías. Las verdaderas computadoras de temperatura fría utilizan piezas, materiales y procesos de fabricación diseñados específicamente para el medio ambiente. Prácticamente todos los componentes de un ordenador móvil -desde la carcasa hasta los circuitos internos- pueden optimizarse para su uso en condiciones de frío. Esta sección explica cómo los auténticos equipos de temperatura fría son diferentes de los modelos estándar e identifica las características clave y las especificaciones a buscar.
Calentadores
Los calentadores integrados son los componentes que realmente diferencian las computadoras de ambiente frío. Los calentadores son opciones instaladas de fábrica que garantizan un rendimiento informático fiable de varias maneras clave. Más importante aún, los calentadores pueden prevenir la condensación, el resultado más perjudicial de los entornos de almacenamiento en frío, tanto a corto como a largo plazo. La condensación típicamente se forma en las pantallas no calentadas y las ventanas de escaneado de los lectores de código de barras, causando que se empañen. La productividad se desploma. La precisión sufre si los trabajadores intentan usar el terminal ilegible al continuar ingresando datos si no pueden verificar lo que están ingresando. La precisión de la lectura del código de barras también se ve afectada si hay condensación en la ventana de exploración, pero es más probable que el lector de códigos de barras no funcione en absoluto mientras la condensación esté presente. La condensación obliga a los trabajadores a ingresar datos manualmente y les impide aprovechar las indicaciones en pantalla. Por lo tanto, los calentadores son esenciales para el uso en ambientes fríos. Los calentadores internos se recomiendan si los ordenadores se utilizan constantemente a temperaturas de 14 ° F (-10 ° C) y por debajo, o se moverán frecuentemente dentro y fuera de las áreas frías.
La capa calefactora está incrustada en la pantalla táctil, permite calentar la pantalla derritiendo cualquier helada o hielo y elimina la condensación resultante de los cambios de temperatura.
El sistema de control electrónico gestiona y monitoriza de forma inteligente la temperatura interna. A bajas temperaturas (-5 ~ -15 ° C), el sistema de control activa la capa calefactora proporcionando energía eléctrica a una resistencia, provocando que emita energía térmica. El sistema de control también está programado con un límite térmico superior para evitar daños por sobrecalentamiento.
Los sensores de temperatura se montan en varios puntos dentro del terminal para establecer gradientes de temperatura que indican efectivamente cambios de temperatura. Esto permite que el sistema de control electrónico mantenga inteligentemente la temperatura interna dentro del intervalo óptimo predeterminado.
Carcasa especial de equipos de áreas congeladas
Los ordenadores móviles deben estar hechos de material duradero adecuado para aplicaciones industriales y estar bien construidos para limitar los efectos de la exposición. Un sellado apropiado es esencial para evitar que la humedad y la condensación dañen el interior de la computadora.
El segundo dígito del estándar de protección de dispositivos es más importante para el uso en ambiente frío. Va desde 0 (sin protección) hasta 8 (sellado contra inmersión total en agua).
Componentes
Como se ha indicado, es crítico proteger los componentes internos contra la humedad y la condensación. La carcasa externa y el sello proporcionan la primera y mejor línea de defensa, pero la elección del fabricante de componentes por parte del fabricante también es un factor importante. Los componentes se pueden dar un revestimiento protector que evitará cortocircuitos si la condensación ocurre. El recubrimiento agrega un paso y un gasto al proceso de fabricación, pero proporciona protección contra costos de reemplazo mucho más caros.
Una opción menos efectiva es sellar un paquete de desecante dentro del dispositivo. Esto es similar a los paquetes de sílice que a veces se incluyen en los envases de electrónica de consumo. Los paquetes desecantes proporcionan una medida de protección contra la condensación al absorber la humedad. El problema es que el beneficio es temporal: los paquetes necesitan reemplazo periódico, un paso de mantenimiento que comúnmente se pasa por alto.
Opciones alternativas de recopilación de datos
Reconocimiento de voz y RFID son alternativas a los códigos de barras para la entrada de datos precisa, y tienen varias ventajas para los ambientes fríos. Terminales de reconocimiento de voz se llevan en una funda de cinturón o hombro, en lugar de portarlas en mano, y se puede usar debajo de una campera. Los terminales que se usan debajo de las capas no están expuestos a temperaturas lo suficientemente frías como para causar problemas. Solamente en este caso se expone el auricular industrial. RFID es ventajoso porque no requiere línea de visión para la entrada de datos. Por lo tanto, la condensación que puede plagar los lectores de código de barras no es un factor. La condensación ocurre con frecuencia después de que las paletas se encogen, lo que hace extremadamente difícil leer las etiquetas de código de barras bajo el envoltorio. RFID es una buena opción para identificar casos y paletas después del proceso de encogimiento.
Conclusión
Una solución de ambiente extremo congelado en condiciones frías requiere la capacidad de adaptarse al ambiente. Los ordenadores móviles se pueden adaptar para uso en ambiente frío con calentadores, carcasas, componentes y periféricos que los distinguen de los modelos estándar. Sin estas adaptaciones, los ordenadores portátiles se encuentran en un riesgo significativamente elevado de fracaso, poniendo a las organizaciones en riesgo de pérdida de productividad, así como los costos innecesarios de reparación y reemplazo. Problemas aparentemente menores como cambios frecuentes de baterías y dispositivos periódicamente inutilizables debido a problemas de condensación aumentan los costos de operación al reducir la productividad y amenazar el rendimiento a tiempo. Para el éxito de proyecto, es necesario recordar que los equipos móviles tienen que estar preparados a trabajar en ambiente congelado, pero también, la red inalámbrica debe estar configurada y diseñada de forma acorde, a fin de que la cobertura sea realmente efectiva. Boreal Technologies ofrece consultoría inalámbrica para diseño de redes en ambiente de congelados, y puede recomendar una amplia gama de dispositivos móviles compuestos por terminales de mano, scanners, lectores RFID, terminales montadas vehículo y Tablets, certificadas para trabajo en este entorno.
Algunos equipos que recomendamos para entornos de ambiente congelado, son los siguientes :
https://borealtech.com/producto/zebra-omnii-xt15/
https://borealtech.com/producto/honeywell-ck75/
https://borealtech.com/producto/vocollect-talkman-a700-series/