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Contenedores transoceánicos conectados IoT

En todo el mundo, un tercio de toda la comida se echa a perder antes de que llegue al consumidor. De acuerdo con la Organización para la Alimentación y la Agricultura de las Naciones Unidas, asciende a 1,3 millones de toneladas métricas. Una proporción significativa de esto es debido a una pérdida en la calidad de los productos durante el transporte. En los países en desarrollo, hasta un 40 por ciento de los alimentos perece mientras está siendo transportado.

Entre las razones de esta pérdida de recursos podemos encontrar las condiciones variables de las cosechas, pero también el tiempo desde la recolección hasta la refrigeración, o desviaciones de la temperatura local en los contenedores refrigerados o en vehículos que pueden comprometer la calidad de los alimentos frescos.

La buena noticia es que la supervisión adicional de la calidad de los bienes no sólo permite que estos problemas se resuelvan, sino que también abre nuevas posibilidades para el manejo y almacenamiento de transporte.

La integración de estas ideas en los procesos logísticos es el objetivo de un consorcio formado por 22 socios de la industria y la investigación financiado por el Ministerio Federal Alemán de Educación e Investigación (BMBF). La misión es transformar los contenedores de transporte en inteligentes mediante el desarrollo y pruebas de campo con tecnologías de sensores.

Conectar buques mercantes en Alta Mar con Tierra

Lo primero que había que hacer —explica Fabian Pursche, uno de los participantes en el proyecto desde su puesto en Bosch— era lograr la conexión de los sensores inalámbricos aún cuando no contaran con una red 3G cerca, como ocurre en alta mar.

Las primeras pruebas las realizaron con un contenedor lleno de plátanos envasados en Costa Rica que tras cuatro horas en camión hasta el puerto, pasaron dos semanas embarcados hasta Amberes, y desde allí otra vez en camión hasta Hamburgo, 24 horas después.

Durante ese tiempo, fueron capaces de ajustar de forma remota la configuración de consigna y la tasa de ventilación de aire fresco cargados en el contenedor inteligente.

Para establecer el acceso remoto al contenedor, tuvieron que optimizar lo que previamente se había limitado a la comunicación desde el contenedor sólo a través de 3G cuando el contenedor estaba en el camión, o por satélite cuando el contenedor estaba fuera en el mar. No había ningún ancho de banda disponible para una conexión en la nube. Por eso, desarrollaron una unidad de supervisión de carga (FSU) y la pusieron en el contenedor. Esta unidad está diseñada para crear una interfaz entre una red de sensores interna y la comunicación externa. Al mismo tiempo, la FSU proporcionó una plataforma flexible que puede ser extendida para evaluar fallos en los productos y las condiciones en que están siendo transportados. Pudieron instalar a distancia un paquete software que contiene una herramienta de modelo de vida útil o de ayuda a la decisión personalizado para que coincida con el tipo de productos que intervienen.

©Bosch
©Bosch

Sensores IoT de temperatura y etileno

Gracias a una plataforma de software JAVA, con estructura OSGi de ProSyst y una máquina virtual Jamaica) hicieron ajustes y fueron capaces de poner el sistema a prueba en repetidas ocasiones desde Puerto Rico a Hamburgo.

Para establecer el tiempo de conservación exacta de los plátanos, hubo que medir la temperatura no sólo del container, sino también en el interior del embalaje, cajas y palets.

Tiene que haber al menos de 10 a 20 puntos de medición con el fin de registrar las desviaciones de temperatura local. Para garantizar una comunicación fiable, también tuvieron que transmitir datos a través de múltiples saltos entre las zonas herméticas y los sensores de humedad. De esta manera pudieron controlar la refrigeración de los plátanos. A los 11 grados, que es una temperatura adecuada para la fruta, tenían una luz verde. Tan pronto como ocurrían los cambios de temperatura una intervención a distancia se producía y se enviaba una alerta. La señal de emergencia se recibía en el backend, y el cliente (en este caso, Dole) pudo ser informado directamente.

Ganando tiempo en la toma de decisiones

Con este sistema M2M, el cliente se beneficia de ser capaz de reaccionar rápidamente y si se ha producido una pérdida de calidad, ordenar productos nuevos en el momento oportuno. Anteriormente los clientes podrían descubrir que tenían los bienes no utilizables sólo cuando el cargamento había llegado a puerto. Los procesos logísticos se están convirtiendo por tanto menos propenso a errores y mucho más ágiles. Antes de que los contenedores fueran equipados con sensores, era común que hasta un 30 por ciento de los bienes se perdiera. En recipientes inteligentes, la tasa de pérdida es solamente del 20 por ciento. Las ventajas son que la calidad de los bienes se supervisa constantemente y por lo tanto mejora, las pérdidas se reducen, y se crea un proceso de logística ágil.

Las mediciones de los sensores inalámbricos se transfirieron a través de satélite a diario. La primera estimación del estado de la mercancía y la eficiencia de la refrigeración se calculó después de tres días. Si una corrección era necesaria más tarde, los nuevos valores se enviaban inmediatamente, especialmente si parecía que las mercancías estaban en peligro. Tan pronto como llegó a estar disponible en las proximidades del puerto de una red móvil, los datos completos eran accedesibles a través de una interfaz web.

Sensores que aporten valor a las aplicaciones de la IO

Además de medir la temperatura, también desarrollaron tecnología de sensores de etileno. Cuando las frutas climatéricas están expuestos a una cierta concentración de etileno, empiezan a madurar. A su vez producen etileno cuando empiezan a madurar y la cantidad de etileno que los frutos emiten en este proceso depende de su nivel de madurez. Por lo tanto, es fundamental para el control de su calidad medir directamente la concentración de este gas y durante la prueba fue posible con éxito.

Al equipar a los contenedores de transporte con sensores, no sólo podemos ser más precisos sobre la ubicación de los bienes, sino también vigilar y evaluar en qué estado se encuentran. Ahora, están considerando un proyecto de seguimiento que se verá en todo el proceso logístico, desde la carga en origen hasta la entrega supermercado. La idea es ofrecer nuevos servicios en colaboración con los operadores portuarios y los proveedores de logística. A tal fin, los propios bienes van a formar parte de  Internet de las Cosas y transmitir información a través de todos los sistemas y pasos del proceso para convertirse en una parte integral. A su vez puedan ser plenamente incorporados en estructuras de procesos de una empresa sin ninguna intervención manual adicional para adaptar los productos a su entorno. Cada nivel estructural dentro de todo un sistema tendrá que ser capaz de igualar estos requisitos, a partir de la tecnología de sensores, puertas de enlace de comunicación, gestión de dispositivos basada en la nube, a través de sistemas de procesos de negocio de las empresas, etc.

 

Fuente: Bosch.