Aunque pocas veces se piensa en ello, si hay una industria vital para la sociedad, es el sector agropecuario, una industria duramente impactada por los recientes cambios climáticos, problemas en las cadenas de suministro y la creciente tensión entre grandes potencias productoras.
ZDNet pone esta situación en perspectiva afirmando que “se trata del desafío global de alimentar a una población humana en crecimiento con recursos escasos y cada vez más limitados«.
En un sector tan delicado para nuestro sostenimiento, las tecnologías representan un papel protagónico para garantizar nuestro sustento.
Por ello, en los últimos años, Cidei ha dedicado esfuerzos en el desarrollo de estudios sobre temáticas diversas, asociadas a diferentes sectores económicos y productivos entre ellos la industria agropecuaria.
Particularmente, se han desarrollado tres investigaciones alrededor de tendencias tecnológicas asociadas a Bluetooth 5.0, LoRa (Low Power – Long Range Area Network) e Internet de las Cosas (IoT) para transformar la agricultura.
En este artículo exploramos algunas implementaciones de Bluetooth 5.0, LoRa e IoT en el sector agropecuario, y cómo estas tecnologías impulsan la eficiencia y la sostenibilidad del sector.
IoT forma parte de un manojo de tecnologías disruptivas que están impulsado la 4ta. revolución industrial
Descubra el impacto de la Industria 4.0 en un mundo en constante transformación.
¿Qué es y cómo funciona Bluetooth 5.0?
La tecnología Bluetooth, un nombre familiar en la comunicación inalámbrica, ha evolucionado de manera constante durante más de dos décadas.
En su quinta versión, Bluetooth 5.0, ha dado un paso audaz al introducir una característica llamada Mesh, que promete transformar la forma en que nuestros dispositivos se conectan y comunican.
Bluetooth ha sido durante mucho tiempo sinónimo de comunicación inalámbrica de corto alcance. Su uso principal ha sido en las redes de área personal (PAN), donde la eficiencia energética, la falta de cables y los bajos costos de implementación son fundamentales.
Bluetooth 5.0, disponible desde mediados de 2016, ha superado a sus predecesores en términos de velocidad de transferencia, alcance y ancho de banda. Pero lo que lo hace interesante esta versión es su función Mesh.
¿Qué ofrece Mesh para la conectividad de corto alcance?
La característica Mesh de Bluetooth 5.0 cambia el juego al permitir una conexión descentralizada entre dispositivos. Además, amplía el rango de cobertura prácticamente de manera ilimitada, permitiendo la comunicación entre hasta 32.000 dispositivos de manera eficiente y sencilla.
Para The Bluetooth SIG se trata de una funcionalidad que abre un mundo de posibilidades en aplicaciones tecnológicas, como la geolocalización y la transmisión Broadcast, utilizadas en entornos comerciales, logística y hospitales.
Empresas líderes a nivel mundial, como Texas Instruments, Nordic Semiconductor y Silicon Labs, han desarrollado kits de entrenamiento para proyectos que aprovechan las capacidades de Bluetooth 5.0.
En los últimos cinco años, el desarrollo tecnológico basado en Bluetooth 5.0 ha experimentado un auge significativo en países como Estados Unidos, China y Corea del Sur, donde se han generado productos enfocados en sistemas domóticos, especialmente en la iluminación.
En conclusión; la función Mesh representa un paso significativo en la evolución de la comunicación inalámbrica.
Su capacidad para conectar miles de dispositivos de manera descentralizada ofrece un potencial revolucionario en una amplia variedad de aplicaciones tecnológicas, como puede ser el caso de decenas o cientos de sensores en unidades de producción agrarias.
A medida que la tecnología Bluetooth 5.0 se abre paso en nuevas regiones, como Colombia, las oportunidades de inversión y desarrollo tecnológico son prometedoras. Está claro que Bluetooth 5.0 Mesh está marcando el comienzo de una nueva era en la conectividad inalámbrica.
En este estudio de vigilancia tecnológica aprenderá los conceptos principales de Bluetooth 5.0 y su nueva funcionalidad llamada Bluetooth Mesh, ideal para el desarrollo de una amplia gama de aplicaciones de Internet de las Cosas (IoT)
¿Qué es LoRa, qué es LoRaWAN y para qué se utiliza?
Desde sensorización de cultivos vía IoT, hasta drones para inspección y fumigación; hay una serie de tecnologías en la industria agrícola destinada a mejorar la eficiencia y la productividad del sector para beneficio de las crecientes poblaciones.
En la constante evolución de la comunicación digital, la tecnología LoRa (Long Rang) se destaca como un poderoso medio para lograr conexiones en distancias largas. Sus ventajas clave radican en su eficiencia energética, capacidad para superar obstáculos e interferencias y la capacidad de transmitir datos a distancias notables (10-30 kilómetros).
Si bien, LoRa no puede competir con la capacidad de carga de datos de Wi-Fi o la velocidad desde 3G, su alcance versus eficiencia energética son inigualables, lo que la hace una elección ideal en una variedad de aplicaciones y mercados. Y es que una característica sobresaliente de LoRa es su capacidad para operar con un consumo de energía excepcionalmente bajo.
LoRa y sensorización
Esta tecnología suele encontrarse en sensores que recopilan información y la transmiten solo unas pocas veces al día. Esta eficiencia permite que las baterías de dispositivos LoRa duren meses o incluso años.
Su sencilla instalación y bajos costos de mantenimiento la hacen especialmente adecuada para aplicaciones en el Internet de las Cosas (IoT), donde la recopilación y transmisión de datos no críticos son esenciales.
En la mayoría de los casos, las aplicaciones de sensores LoRa implican una red de emisores alimentados por batería, conocidos como nodos, y uno o varios receptores, conocidos como gateways, que se alimentan de la red eléctrica.
Esta tecnología puede incluso reemplazar al GPS, en ciertos escenarios cuando se implementa el protocolo LoRaWAN en áreas con una densidad adecuada de gateways para triangular la posición del nodo. Aunque menos preciso que el GPS, es suficiente para muchas aplicaciones.
Como tecnología de transferencia de datos
LoRa no solo es una tecnología de hardware; también involucra patentes que protegen formas específicas de transmitir datos mediante LoRa.
Sin embargo, el protocolo LoRaWAN es de suma importancia, ya que establece un estándar para las comunicaciones de dispositivos LoRa, alejándose de otros métodos de comunicación dentro del grupo de tecnologías LPWAN que pueden estar sujetas a restricciones.
Si bien, algunas patentes se centran en técnicas de medición mediante LoRa, estas son menos comunes.
A nivel nacional, las investigaciones relacionadas con LoRa son escasas y se centran principalmente en el contexto del Internet de las Cosas. Sin embargo, el potencial de esta tecnología aún no se ha explorado por completo.
Para The Lora Alliance, a medida que la demanda de soluciones de IoT y comunicación a larga distancia continúa creciendo, LoRa podrá desempeñar un papel crucial en la transformación de diversos sectores.
Esta vigilancia tecnológica le invita a conocer más sobre los conceptos de las tecnologías LoRa y LoRaWAN, así como sus principales aplicaciones en Internet de las Cosas (IoT).
El Internet de las Cosas (IoT) en el Sector agropecuario
La creciente presión sobre nuestros recursos naturales, el agotamiento de tierras fértiles, el aumento de la población global y la amenaza de la extinción de ecosistemas y especies animales han generado una urgente necesidad de abordar los desafíos agroambientales.
La respuesta a estos desafíos se encuentra en la convergencia de la tecnología y la agricultura, donde el Internet de las Cosas (IoT) se ha destacado como una herramienta fundamental.
Diversos sectores industriales y comerciales han adoptado conciencia de esta problemática, y el sector tecnológico está liderando el camino, especialmente en el campo agropecuario.
La agricultura de precisión se ha convertido en una tendencia clave en la industria agropecuaria, impulsada por la tecnología IoT.
Para los investigadores de la Universidad de Querétaro y la UNAM Alejandro Castañeada y Victor Castaño el objetivo de las implementaciones IoT en el sector es aumentar la producción y la comercialización de productos agropecuarios mientras se protege el medio ambiente.
Este enfoque se logra mediante la implementación de equipos especializados, conectividad inalámbrica, como las descritas en las secciones anteriores; además de software y servicios de tecnología de la información (TI).
Según estimaciones de las Naciones Unidas, debido al crecimiento exponencial de la población mundial, se necesitará un aumento del 70% en la producción de alimentos. Es una razón de peso para que la gestión eficiente de los recursos a través de soluciones como IoT resulte de vital ejecución.
Algunas de las aplicaciones Bluetooth 5.0, LoRa e IoT más notables en el sector agropecuario incluyen:
Recolección de datos con sensores inteligentes
Estos dispositivos, incluyen entre otros dispositivos a:
- Sistemas de control
- Vehículos autónomos
- Tecnología de tasa variable
- Sensores y medidores especializados
- Termómetros, termostatos, humificadores, deshumificadores.
Y se utilizan para recopilar datos que monitorean las condiciones del entorno, controlándolas, mejorando la producción, optimizan el rendimiento y la logística de las unidades productivas.
Drones Agrícolas
Se emplean para evaluar, monitorear y analizar cultivos, rebaños y terrenos, así como para llevar a cabo actividades como la siembra, el riego y la fumigación de campos.
Geo-vallas y Seguimiento de Ganado
Los propietarios de granjas y criaderos de animales utilizan estas tecnologías de marcado de perímetros inteligentes, para monitorear y mejorar la salud, el bienestar y la ubicación de sus animales. Con ello pueden por ejemplo delimitar y controlar la distribución del ganado atendiendo a condiciones del pastizal, humedad, temperatura y sombras.
Invernaderos Inteligentes
Estos combinan tecnologías sensoriales, de procesamiento y de comunicación para el monitoreo y control inteligente del clima, optimizando así las condiciones para el crecimiento de los cultivos.
Cada una de estas tecnologías se aplica de diversas formas, a menudo utilizando Internet de las Cosas (IoT), que a su vez engloba tecnologías como redes, almacenamiento en la nube, aplicaciones basadas en sensores y dispositivos inteligentes.
La tecnología IoT también se aplica para mejorar la calidad y la cantidad de alimentos producidos. Sensores de microclima, nodos de detección de calidad del agua, estaciones meteorológicas y sistemas embebidos son elementos clave en este proceso, permitiendo un control más preciso de los factores de producción.
En resumen, la tecnología IoT está desempeñando un papel fundamental en la transformación de la industria agropecuaria, permitiendo una producción más eficiente y sostenible de alimentos para garantizar sustento a una población en crecimiento.
La colaboración entre la tecnología y la agricultura, que podríamos denominar como ‘agrotech’ se presenta como una solución crucial para abordar los desafíos ambientales actuales y futuros.
VIGILANCIA TECNOLÓGICA
Integración de Bluetooth 5.0, LoRa e IoT para ayudar al sector agropecuario
Sensores inteligentes, tecnología de conectividad, almacenamiento en la nube y analítica se combinan para dar lugar a una industria agropecuaria inteligente de altos rendimientos y capaz de responder a las crecientes demandas.
En la revolución de la agricultura impulsada por la integración exitosa de tecnologías como Bluetooth 5.0, LoRa e IoT, estas desempeñan un papel fundamental en la optimización y la sostenibilidad de las operaciones agropecuarias. Estas tecnologías aportan ventajas específicas que se complementan entre sí para abordar las necesidades únicas del sector agropecuario.
El Bluetooth 5.0 brinda la capacidad de conectar sensores y dispositivos portátiles a corta distancia, lo que permite el monitoreo detallado y el control remoto de aspectos clave de la agricultura. Su eficiencia energética y transmisión de datos en tiempo real son ideales para aplicaciones que requieren proximidad y respuesta rápida.
Por otro lado, la tecnología LoRa se destaca por su alcance extendido hasta unos 30 kilómetros aún ante obstáculos e interferencias y su eficiencia energética excepcional
Funcionalidades que tal como afirma Ventun Innovation, resultan esenciales en unidades productivas extensas y en la gestión de activos a largo plazo, como el monitoreo de cultivos y ganado en tiempo real.
La sinergia de estas tecnologías permite un enfoque completo en la agricultura IoT.
Sensores Bluetooth pueden recopilar datos en el campo y transmitirlos de manera eficiente a dispositivos de recolección de datos que utilizan LoRa, para la transmisión a estaciones base centrales.
Esta unión optimiza la eficiencia operativa, a bajo consumo energético y costos de gestión y mantenimiento, mejorando la toma de decisiones y contribuyendo a una agricultura inteligente y sostenible.
Bluetooth 5.0, LoRa e IoT en el sector agropecuario - Un caso de éxito
La Federación Nacional de Cafeteros de Colombia (FNC) en conjunto con Microsoft han liderado una revolución digital en la industria cafetalera nacional con la implementación de tecnologías Bluetooth e Internet de las Cosas (IoT).
Etiquetas y Sensorización IoT en los sacos de café posibilitan el monitoreo de condiciones óptimas y una logística mejorada. by Wikimedia Commons.
Utilizando sensores Bluetooth en los campos de café, la FNC recopila datos en tiempo real sobre humedad del suelo, temperatura, salud del cultivo y más, permitiendo a los agricultores tomar decisiones informadas.
Además, etiquetas Bluetooth en los sacos de café garantizan su rastreo y condiciones óptimas durante la cadena logística.
Para el portal Institucional de la FNC, esta transformación digital ha mejorado la eficiencia, calidad y la sostenibilidad de la producción de café en Colombia, fortaleciendo la posición de Colombia como líder mundial en café de alta calidad.
Bluetooth 5.0, LoRa e IoT en el sector agropecuario - Conclusión
La integración Bluetooth 5.0, LoRa e IoT en el sector agropecuario proporciona a los productores las herramientas necesarias para enfrentar los desafíos recientes, desde la gestión de cultivos, hasta el bienestar del ganado.
El conjunto de estas tecnologías, está allanando el camino para un futuro más conectado y eficiente, impulsando la innovación y mejorando la calidad de vida en todo el mundo, prometiendo una agricultura más eficiente, sostenible y capaz de abordar la creciente demanda de alimentos en un mundo en constante evolución.
Bluetooth 5.0, LoRa e IoT y su capacidad para recopilar y compartir datos de manera efectiva está modernizando la industria y creando oportunidades para la optimización y la eficiencia en una amplia variedad de aplicaciones.
En la búsqueda e implementación de tendencias tecnológicas al servicio de la industria colombiana, Cidei se ha destacado como un centro desarrollo tecnológico que asesora a las empresas a desarrollar soluciones tecnológicas innovadoras en Colombia.
A través de su experticia y experiencia enfocada en la investigación y acompañamiento a empresas y emprendedores, ha logrado impulsar casos de éxito que han revolucionado diferentes sectores, desde la salud hasta la agricultura; pasando por la energía y la tecnología de la información.
Si desea estudiar a fondo alguna tecnología en particular y tal vez integrarla en alguna solución tecnológica al servicio de un sector en particular, consulte por nuestros servicios de Vigilancia e Inteligencia Competitiva, o si desea incursionar en el desarrollo o prototipado de algún dispositivo IoT para su unidad de producción o empresa agende una cita de Diseño y Prototipado de Producto Electrónico.
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