Tecnologia de Identificação por Rádio Frequência

Resumo

A tecnologia de Identificação por Rádio Frequência (RFID) utiliza ondas eletromagnéticas para transmitir informações. Ele possui um transceptor que transmite uma onda de rádio através de uma antena para um transponder ou tag e a informação é enviada para um sistema computacional. Nesse contexto, o artigo apresenta um estudo de caso da implantação da tecnologia de RFID em equipamentos médico hospitalares, cujo objetivo é controlar os equipamentos hospitalares informando a disponibilidade e fazendo a rastreabilidade para sua localização exata na instituição. Discute-se a importância da rastreabilidade e conclui-se que a implantação pode proporcionar melhorias na segurança, qualidade do atendimento, além de agilidade e eficiência na gestão hospitalar.

Introdução

Os gestores hospitalares possuem o desafio de controle de materiais hospitalares como: medicamentos, equipamentos, bancos de sangue, roupas de cama, vestuário e utensílios. Esse controle torna-se extremamente necessário, pois, o desperdício e o mal uso do patrimônio hospitalar tem contribuído para o aumento dos prejuízos dessas organizações.

Neste contexto, o uso da tecnologia de RFID se apresenta como uma solução promissora tanto na questão de gerenciamento dos ativos, quanto em sua localização para uso imediato.

O RFID é um sistema de identificação por rádio frequência (Radio Frequency Identification) baseado na utilização de ondas eletromagnéticas para comunicação de dados e identificação de algum elemento como: produtos, componentes, caixas, pallets, containers, veículos, pessoas, ativos, máquinas e serviços .

O presente trabalho é um estudo de caso, para implantação do sistema de identificação por rádio frequência (RFID) em hospitais, apresentando as vantagens e desvantagens da utilização deste tipo de tecnologia em ambientes hospitalar.

Deste modo o objetivo do projeto é uma tentativa de suprir as necessidades de controle dos equipamentos médico hospitalares, informando sua disponibilidade, rastreabilidade de modo mais fácil e precisa, informando sua localização exata na instituição.

Histórico

Desde o início da segunda mundial, os combatentes utilizavam radares que foram descobertos em 1937, por Sir Robert Alexander Watson-Watt, um físico escocês. O sistema de radar era utilizado para avisar com antecedência a chegada de aviões distantes. No entanto, os aparelhos não tinham como indicar se os aviões que se aproximavam eram aliados ou inimigos, sendo necessário contato visual ou via rádio para fazer a distinção. Diante disto, os alemães descobriram que se os aviões girassem em seu eixo a onda refletida mudaria, assim conseguiram uma boa vantagem competitiva sobre os britânicos. Esse foi considerado o primeiro sistema passivo de RFID. Nas décadas de 50 e 60 continuaram os progressos na área de comunicação por rádio frequência, no entanto sem muito avanço no sentido de identificação.

Posteriormente, nos anos 70, surgiram as primeiras patentes RFID além dos sistemas ativos e passivos, permitindo o surgimento de novas idéias e aplicações para a tecnologia. Somente nos anos 80 é que a tecnologia começou a ser comercializada através do sistema desenvolvido no laboratório nacional Los Alamos, a pedido do departamento de energia dos EUA, sendo um marco na história da tecnologia de radiofrequência. A Figura 1 apresenta a evolução do RFID.

Na década 90 a IBM (International Business Machines) desenvolveu e patenteou o UHF (Ultra High Frequency) que oferecia uma transferência de dados rápida com um alcance de leitura maior. Posteriormente, em 1999, juntamente com cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), um consórcio de empresas formou a Auto-ID Center, um centro de pesquisa continuada para o uso de identificadores por freqüência de rádio.

Com a evolução das pesquisas na Auto-ID, desenvolveu-se um projeto inovador que viabilizava o uso de etiquetas RFID em todos os produtos feitos pelo consórcio das empresas, com o objetivo de rastreá-los. Nesse sistema, as etiquetas possuiam um microchip conectado a uma antena, no qual é ativado pelo sinal de radiofreqüência emitido pelo transmissor, refletindo de volta o sinal enviado (sistemas passivos) ou transmitindo seu próprio sinal (sistemas ativos). Este dispositivo leitor também tem a capacidade de gravar novos dados no microship, em um sistema de leitura/escrita.

Nos anos 90, a tecnologia ganhou popularidade global, sendo usada em aplicações comerciais, controle de acesso, integrada aos meios de pagamento, como apresentado na Figura 2.

Atualmente, os avanços tecnológicos têm permitido que os dispositivos sejam miniaturizados, velocidades e distâncias de leitura aumentadas, além de reduzir os custos e aumentar a aplicabilidade.

Utilização e aplicações

O sistema de identificação por rádio frequência é um método de identificação automática por meio de sinais de rádio que recuperam e armazenam os dados remotos através de sistemas chamados de tags RFID.

Esse sistema funciona do seguinte modo: um leitor é conectado a uma antena e juntos geram um sinal de radiofrequência. Quando uma tag na área de cobertura do sinal gerado é energizada, esta aciona seus circuitos para o leitor receber os seus dados, processar e enviar para um host que irá trabalhar com essas informações.

Entre as principais aplicações do sistema RFID estão: pedágios, bibliotecas, logística, supermercados, estoques, linhas de montagem industriais, bagagens, em transportes, celulares, em bovinos, veículos, documentos, produtos farmacêuticos, modalidades esportivas, controle de acesso, aplicações biométricas, médicas, entre outros.

A Figura 3 apresenta algumas aplicações da tecnologia RFID.

Benefícios do RFID

O RFID realiza a leitura sem o contato e visibilidade com o leitor. Sua instalação é facilitada pelo armazenamento, leitura e envio de dados para as etiquetas ativas por meio de rede sem fios. A durabilidade das etiquetas e sua possibilidade de reutilização compensam o elevado custo de implantação.

Esse sistema, ainda apresenta vantagens quando compara do a outras tecnologias como: operação segura em ambiente severo (lugares úmidos, molhados, sujos, corrosivos, altas e baixas temperaturas, vibração, choques), além de, uma variedade de tamanhos e formatos. E possui características peculiares como, a leitura simultânea de 30 itens em um segundo usando algoritmos de anti-colisão.

A incorporação do RFID no rastreamento de ativos e produtos com a imediata captura e transmissão dos dados pode ajudar a reduzir o desperdício, limitar roubos, gerir inventários, simplificar a logística e até mesmo aumentar a produtividade.

O FUNCIONAMENTO DO SISTEMA DE RFID

O sistema de identificação por radiofrequência vem crescendo rapidamente e sendo amplamente utilizado na área da saúde. São usados na inibição de erros humanos nos registros de transportes de insumos e equipamentos podendo ainda localizá-los exatamente em uma instalação física.

O RFID apresenta a arquitetura padrão composta basicamente por 3 dispositivos: Tag (etiqueta); o conjunto constituído por leitor e antena e o computador host, como apresentado a seguir.

Componentes:

A tecnologia de RFID utiliza ondas eletromagnéticas, de radiofrequência, para identificação dos dados elementos, como por exemplo: pessoas, ativos, máquinas e serviços.

A figura 4 ilustra o funcionamento do sistema, que será detalhado posteriormente

Como observado na figura 4, esse rótulo tag é responsável por identificar os itens (1). O tag pequeno e barato equipa os objetos individualmente, além de possuir um transponder com um chip de memória digital e um código de identificação único. A capacidade de executar comandos específicos e armazenar informações e dados de identificação variam de acordo com o modelo de cada tag. Além disso, há um encapsulamento que une o chip e a antena protegendo a tag. Essas etiquetas são então incorporadas aos dispositivos (ativos, pessoas, máquinas).

As informações presentes nas etiquetas são reconhecidas e lidas através de radiofrequência por conjunto de sensores constituído por antenas (2) e leitores (3). Esses sensores estão distribuídos em diferentes estágios e posições nas cadeias de suprimentos (pontos de recebimento, expedição, controle etc.). Por meio de um sinal modulado a antena promove a comunicação com o leitor do RFID, e o leitor por sua vez é responsável por enviar a frequência do comando de leitura e ainda, pela recepção e descodificação do sinal enviando diretamente ao mediador.

Quando a tag passa por um campo eletromagnético é detectado o sinal de ativação do leitor. Os dados contidos podem ser lidos ou novos podem ser escritos. Os dados criptografados nos circuitos integrados das etiquetas são decifrados no leitor e transmitidos para o computador. O software da aplicação presente no computador processa os dados e frequentemente os compara ou atualiza no banco de dados.

O gerenciamento das complexas informações geradas e distribuídas ao longo da cadeia de suprimentos é realizado por conjunto de sistemas chamados de “RFID middleware” (4). Componente responsável por gerenciar as informações entre os diversos componentes do hardware de RFID (leitores, antenas, sensores), identificar os eventos associados a essa informação, além de integrar com os sistemas gerenciais da empresa (5).

Esse fluxo de informações é bidirecional, pois ocorre dos sistemas gerenciais para as etiquetas (fluxo de gravação) e vice-versa (fluxo de leitura) integrando as informações eletrônicas e os sistemas gerenciais. E ainda possibilitando a gestão do fluxo de informações relevantes, eventos e atualizações relacionados aos objetos distribuídos na cadeia de suprimentos.

Tipos de Tag

Quanto ao modelo de classificação relativos as tags podem ser: passivos, semi-passivos e ativos. As tags passivas não apresentam fonte de energia própria necessitando então, de energia eletromagnética para o funcionamento e comunicação. Quanto aos modelos semi-passivos assim como os passivos dependem do sinal do leitor para se comunicar. Contudo, ainda apresentam uma bateria de alimentação interna permitindo a escrita e leitura como os ativos. Já os tags ativos apresentam uma fonte de energia própria através de uma bateria que fornece energia ao chip e se comunica ao leitor.

Um tag ativo apresenta a vantagem de proporcionar um maior alcance se comparado ao passivo, em contrapartida possui a desvantagem de possuir uma etiqueta maior e custo um pouco mais alto.

A tabela 1 apresenta a classificação da tag, além de suas vantagens e desvantagens.

Faixas de frequência

É a frequência de operação do RFID que ativa o identificador, sendo o seu espectro eletromagnético dividido em: baixa frequência (LF), alta frequência (HF), ultra-alta frequência (UHF) e micro-ondas.

Os sistemas de RFID são definidos conforme a sua faixa de frequência. Os sistemas de Baixa Frequência possuem curtas distâncias de leitura e baixo custo operacional. São usados nos controles de acesso, identificação e rastreabilidade dos produtos.

Quanto aos sistema de HF apresentam média velocidade e raio de alcance de leitura, custo razoável e são usados em Smartcards. Já o sistema de UHF possui leitura de longas distâncias, além da leitura de alta velocidade. São utilizados em veículos.

HOSPITAL

Hospitais são definidos como estabelecimentos de saúde que prestam serviço ambulatorial e de internação. Eles possuem sistemas de grande complexidade e devem possuir gestão voltada a oferecer assistência à saúde e ao negócio, de modo que os recursos financeiros sejam otimizados para oferecer um atendimento de qualidade. Portanto, há uma enorme pressão para que o serviço oferecido possua nível, trazendo a necessidade de um melhor planejamento para a geração de serviços de qualidade com menor custo.

A aplicação da tecnologia RFID em ambientes hospitalares

O sistema de RFID pode auxiliar na rastreabilidade ao participar do controle e monitoramento de dados, através de uma rede de comunicação à distância que varia em metros, conforme a frequência utilizada. A comunicação ocorre por meio do chip RFID (tag) colocado no objeto, que transmite os dados através de um software automaticamente, sem necessidade de contato ou visão. Desta maneira, essa tecnologia pode identificar o objeto informando sua localização, data, horário e acesso. Assim, a rastreabilidade de elementos realizada pelo RFID pode atuar fornecendo subsídios para melhor análise, gestão de riscos e controle de dados no hospital.

Outras áreas em que o RFID pode ser benéfico no ambiente hospitalar é na identificação e na rastreabilidade dos pacientes, na inserção de etiquetas a lotes de insumos hospitalares, como: luvas, máscaras, seringas ou gazes, para controle de estocagem; na gestão de medicamentos, rastrear bolsas de sangue, no resultado de exames, gravação dos prontuários, entre outros. Portanto, um hospital que utilize essa tecnologia pode oferecer condições para melhorar a sua gestão, com o uso de ferramentas que auxiliam a produtividade e no atendimento aos pacientes, aumentando o desempenho na gestão.

A Figura 5 apresenta um modelo da utilização do RFID no ambiente hospitalar.