Automatización de Procedimiento de Laboratorio para Preparación y Medición de Muestras

Buscamos freelancer / integrador para automatizar un procedimiento repetitivo de preparación y medición de muestras de laboratorio.

Objetivo: reducir la intervención manual, los errores y el tiempo del operador, manteniendo una solución simple, robusta y fácil de mantener.

Proceso actual:

1. Tomar un recipiente vacío.
2. Colocarlo sobre una balanza y registrar su peso.
3. Destarar la balanza.
4. Agregar aproximadamente 9,8 g de muestra. No es indispensable alcanzar exactamente ese valor, pero sí conocer con precisión el peso real incorporado.
5. Calcular automáticamente la cantidad de agua correspondiente. La relación entre peso de muestra y volumen de agua es proporcional, por lo que debe realizarse una regla de tres a partir de una relación gramos/ml previamente configurada.
6. Dosificar automáticamente el volumen de agua calculado.
7. Mezclar hasta obtener una preparación homogénea.
8. Realizar una medición introduciendo una varilla o sonda electrónica dentro del recipiente.
9. Registrar automáticamente el resultado y asociarlo con la muestra correspondiente.

Para la mezcla estamos evaluando dos alternativas:

Alternativa A: agitación simultánea de varias muestras. Disponemos de un equipo con capacidad aproximada para 21 recipientes. La idea sería preparar las muestras, mantener identificada la posición de cada una, agitarlas durante un tiempo determinado y luego continuar con la medición.

Alternativa B: agitación magnética individual. Cada recipiente puede contener un pequeño elemento magnético y colocarse sobre un agitador durante un tiempo determinado, actualmente cercano a 2 minutos.

No tenemos definida cuál alternativa es mejor. También estamos abiertos a una tercera alternativa o a una solución completamente distinta si el profesional considera que existe una forma más simple, rápida, económica, confiable o fácil de mantener. No buscamos que se limite a automatizar literalmente el proceso actual: si conviene modificar la secuencia o combinar etapas, estamos abiertos a evaluarlo.

La automatización debería contemplar, idealmente:

* lectura automática de la balanza;
* tara automática;
* registro del peso real de muestra;
* cálculo proporcional del agua;
* dosificación automática;
* control de la agitación;
* identificación y seguimiento de cada muestra;
* posicionamiento de la sonda;
* espera hasta obtener una lectura estable;
* lectura automática del instrumento;
* almacenamiento y exportación de resultados;
* solución para minimizar contaminación cruzada entre muestras.

Cada resultado debería quedar asociado, como mínimo, con la identificación de la muestra, peso real incorporado, volumen de agua calculado y valor medido. Idealmente también fecha y hora.

No buscamos necesariamente una máquina 100 % automática desde el inicio. Una solución semiautomática es válida si reduce de forma importante la manipulación manual, los errores y el tiempo del operador.

La solución podría incluir balanza con comunicación externa, sistema de dosificación, sensores, actuadores, sistema de agitación, mecanismo para mover la sonda, plc, microcontrolador o pc y software de control. Esta lista es orientativa y no queremos condicionar la arquitectura.

Buscamos alguien con experiencia práctica en automatización, mecatrónica, instrumentación, diseño de máquinas especiales, PLC, microcontroladores, sensores, actuadores, dosificación de líquidos o integración de instrumentos con software.

En una primera etapa queremos que el freelancer proponga:

1. Arquitectura general.
2. Qué operaciones automatizar y cuáles mantener manuales.
3. Cómo resolver pesaje y tara.
4. Cómo calcular y dosificar el agua.
5. Qué sistema de agitación recomienda.
6. Cómo posicionar y utilizar la sonda.
7. Cómo mantener identificadas las muestras.
8. Cómo registrar automáticamente los resultados.
9. Cómo resolver limpieza y contaminación cruzada.
10. Qué componentes comerciales utilizaría.
11. Costo preliminar de los principales componentes.
12. Qué prototipo desarrollaría primero para validar el concepto.

Valoraremos especialmente soluciones simples, robustas, mantenibles y con bajo costo de implementación.