Eea Inacap

número 02 > primer semestre 2016

REPORTAJEVentajas y desafíos

para la IoT en la minería

COMENTARIOS TÉCNICOSEl IoT y las tecnologías

en nube

El IoT visto desde la academia

ISSN

071

9‐71

87

INVESTIGACIONES APLICADAS con Internet de las Cosas

ÍndiceNúmero 02 > primer semestre 2016

04 INveStIgacIoNeS aplIcadaS

NOeZUN prOtOtipO para mejOrar el secadO de NUeces a través del iot

18comeNtarIo técNIco

la evolución del iot y los servicios en nube

14reportaje

iot en la minería ventajas y desafíos para su adopción en chile

10 INveStIgacIoNeS aplIcadaS

iot aplicado a trampas para polillas

22comeNtarIo técNIco

03 editOrial

27 NOticias/ageNda

28 eN desarrOllO

EEA ElEctricidad ElEctrónica

automatización

e e a 1

Internet de las Cosas

Una mirada desde

la academia

el Área electricidad y electrónica de INACAP es pionera en chile en la formación de

profesionales en dicho ámbito, con presencia en 20 sedes. Una de cada tres personas que

se forman en esta disciplina en el país estudia en iNacap. el Área contempla una oferta

que permite la articulación de carreras técnicas con profesionales en las rutas formativas de

electricidad, electrónica, automatización y sonido. todas las carreras del Área están acreditadas*.

el Área posee convenios con importantes empresas e instituciones del sector productivo, como la asociación de industria

eléctrica-electrónica (aie), la asociación Nacional de empresas de eficiencia energética (aNescO) y telefónica i+d, legrand,

schneider, intrónica e iac, entre otras.

electricidad industrial mención instalaciones eléctricas

electricidad industrial mención electromecánica

ingeniería en electricidad mención potencia

ingeniería en electricidad mención proyectos de instalaciones eléctricas

electrónica industrial ingeniería electrónica

automatización y control industrial ingeniería en automatización y control industrial

tecnología en sonido ingeniería en sonido

CArrerAs ProfesIoNAlesCArrerAs téCNICAs

electricidad industrial mención proyectos eléctricos

2 e e a

(*) para información sobre carreras acreditadas, ver agencia, sedes, modalidades y jornadas en www.cnachile.cl.

Investigación y Desarrollo Chile

Internet de las Cosascon mucha satisfacción presentamos el segundo número de la revista eea, publicación semestral del Área elec-tricidad y electrónica de iNacap donde abordamos las últimas tendencias tecnológicas en electricidad y electró-nica, y que en este número nos lleva al internet de las cosas o internet of things, o simplemente iot, un tema que más de alguno de los que leerán esta revista ya han tenido la oportunidad de conocer o ha oído hablar.

esta tendencia de alcance global tiene sus fundamentos en la gran penetración que están teniendo diversas tecnologías, y en las proyecciones que se hacen al respecto para los años venideros. por ejemplo, la prestigiosa agencia investigadora de mercado gartner dice que la cantidad de dispositivos conectados crecerá de más de 3.000 millones de unidades en 2014, a más de 6.000 millones en 2016; y que lo mejor está por venir, pues se espera llegar a más de 20.000 millones de dispositivos conectados en 2020. es decir, se espera un crecimiento exponencial en la inserción de la tecnología con los respectivos ahorros y cambios en el estilo de vida de millones de personas en el mundo.

Otro factor importante es el amplio rango de rubros que cubre el iot, dentro de los cuales la electrónica y la electricidad tienen un lugar privilegiado. Hoy podemos ubicar a nuestra mascota gracias a un sistema de posi-cionamientos en interiores iBeacon o hablar de circuitos electrónicos literalmente cosidos a la ropa para medir variables corporales como la temperatura, sin tener que remitirnos a la ciencia ficción. por otra parte, ya existen medidores inteligentes que pueden entregarnos nuestras tendencias de consumo eléctrico en tiempo real, o podemos hacerlos “conversar” con un transformador para tener un balance de carga, también en tiempo real.

las cifras mencionadas (y otras expuestas en estas páginas), nos indican que esta tendencia llegó para que-darse, y en iNacap estamos abordándola de distintas maneras para integrarla a nuestro quehacer formativo y a los servicios y apoyos que prestamos a las empresas de nuestro país. en el caso particular del Área electricidad y electrónica de iNacap, junto con otras Áreas académicas de la institución, se firmó un convenio con la empresa telefónica i+d, el que nos permite, entre otras cosas, desarrollar conjuntamente proyectos en iot a partir de los proyectos de título de nuestros alumnos, en el marco del programa centro tecnológico de innovación productiva (ctip) de nuestra Área académica. en este número presentamos dos investigaciones aplicadas surgidas de este convenio: “NOeZ” y “monitoreo de polillas”, donde ambas son aplicaciones del iot en el sector agrícola.

por su parte, el reportaje da cuenta de las ventajas y las posibilidades del iot en el rubro minero. expertos de iNacap, y de empresas tecnológicas, mineras y de las telecomunicaciones, nos presentan un panorama de la instalación del iot en la minería chilena, de cómo está aportando a que el rubro sea más productivo y seguro, y los desafíos que se deben abordar para seguir avanzando en ese sentido.

los comentarios técnicos que vienen a continuación presentan el concepto del internet industrial de las co-sas, o iiot; pero desde perspectivas diferentes. el primero es de Hugo Barriga, administrador de las academias it de iNacap, quien introduce el concepto del iiot para después referirse del desafío que plantea la formación de profesionales competentes en estas tecnologías. posteriormente, robert Bauerschmitt, gerente de producto de Fabelec, empresa con la cual colaboramos, nos aporta su visión de cómo esta tecnología llegó a cambiar la indus-tria para siempre y nos entrega pistas de un futuro muy promisorio al respecto.

por último, en la sección “en desarrollo” presentamos brevemente algunas investigaciones en curso de nuestros alumnos en diversas sedes del país, de manera que sus trabajos puedan ser mostrados a ustedes.

esperamos que este número transmita una visión global de cómo nuestra área e&e se ocupa de esta temática y cómo su crecimiento sostenido está cambiando la vida de millones de personas en el mundo.

dIrectoraMónica brevis

comIté edItorIalFabrizio andrades

Patricio GalarceHéctor Henríquez

Juan Jaracristián Muñoz

edItorJuan Pablo vilcHes

perIodIStaSconstanza Hernández

esteban Herrera

dIreccIóN de artealeJandro esquivel

foto portadaGlowiMaGes.coM

maIl de coNtacto

[email protected]

dIreccIóN webwww.inacap.cl/revista_eea

issn 0719‐7187

ElEctricidad

ElEctrónica

automatización

publicación semestral del Área electricidad y electrónica

Mónica brevisdirectOra

editorialEEA

e e a 3

investigaciones aplicadas

4 e e a

Gustavo Humeres Garcés es ingeniero en automatización y control industrial de iNacap. ganador del desafío iot chile de telefónica i+d. se ha desempeñado en el área de mantención y de robótica industrial, y actualmente realiza proyectos de forma independiente.claudio espinoza aracena es ingeniero en automatización y control industrial de iNacap. ganador del desafío iot chile de telefónica i+d. se ha desempeñado en diversas empresas de mantención eléctrica, y actualmente trabaja en siemens, en el área minera.

UN prOtOtipO para mejOrar el secadO de NUeces a través del iot

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por Gustavo Humeres Garcés y claudio espinoza aracena

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N O e Zllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllll

entre 2005 y 2014, la superficie de-dicada al cultivo de los frutos se-cos en chile aumentó en más de 50.000 hectáreas, siendo el nogal la especie la que experimentó un

mayor crecimiento, con 14.788 hectáreas y un aumento de 150%. Hoy es la especie más importante del sector. en 2014, chile llegó a exportar 20.000 toneladas de nueces con cáscara y 16.000 toneladas sin cáscara, trans-formando a nuestro país en el cuarto expor-tador a nivel mundial de nueces con cáscara y el segundo sin cáscara. si consideramos la producción total (nueces con y sin cáscara), actualmente ocupamos el segundo lugar después de estados Unidos.

inmediatamente después del periodo de cosecha de las nueces, y como último hito antes del almacenado, se realiza el proceso de secado en hornos industriales donde se acopian grandes volúmenes de estos frutos. el proceso consiste en un flujo constante de

aire caliente entre los 36 y 41 grados celsius, que va sacando la humedad de la nuez hasta dejarla entre 8% y 10% de humedad relativa. este proceso puede demorar entre 13 a 16 horas dependiendo del periodo en el cual fueron cosechadas.

para saber cuándo detener los secadores, actualmente se suelen utilizar placas que, por diferencia de conductividad eléctrica, deter-minan de forma lineal el porcentaje de hu-medad dentro del horno. luego de esto, se toman pequeñas muestras lo más homogé-neas posible, o se mide la humedad con un instrumento bastante caro y escaso en la in-dustria. cabe destacar además que la confia-bilidad de las muestras dependerá de la ex-periencia del usuario y que una inadecuada determinación de estos índices, puede signi-ficar que las nueces terminen demasiado se-cas o demasiado húmedas.

esto es problemático porque los produc-tores son perjudicados en ambos escenarios.

como las nueces se venden por kilogramo, una excesiva sequedad perjudica al produc-tor porque las nueces demasiado secas pe-san menos, lo que reduce sus ventas. ade-más, le castigan el precio porque una nuez muy seca dificulta el partido del producto, y en casos extremos no le compran la fruta. por otro lado, una nuez muy húmeda tam-bién significa perder precio, ya que el com-prador (que suele ser una empresa exporta-dora) tendrá que secar la fruta por sus propios medios, castigando el precio paga-do al productor.

Qué eS NoeZ y para Qué SIrvecon el fin de tener una herramienta confiable para el correcto secado de las nueces, nos propusimos diseñar y probar un sensor lla-mado NOeZ, el que tiene la forma de una nuez y es capaz de soportar las temperaturas en un horno de secado con las nueces au-

el presente proyecto tiene como objetivo implementar un sistema

de monitoreo y alerta oportuna para el secado de nueces mediante

hornos industriales, que supere al usado actualmente y que incluso

pueda ser utilizado en el proceso de secado de otros frutos. con él se

espera determinar el momento óptimo para detener el secado de las

nueces, incidiendo así en una mejor calidad y mejores precios para

la venta del producto.

para esto se desarrolló un prototipo con forma de nuez

(llamado NOeZ) que es ubicado junto con nueces auténticas dentro

del horno, a fin de medir la temperatura, humedad y otras variables

relevantes dentro de cada nuez, y enviar esa información a una

plataforma web a través de una tecnología iot, lo que aportará en la

toma de decisiones respecto del secado. se consideró también un

mecanismo de ahorro de energía. en el presente texto se verifica la

viabilidad del prototipo, quedando para otra ocasión el estudio

de su eficacia en comparación con otras alternativas.

r e S u m e N

e e a 5

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posteriores, y ser compartida con los clientes. comparado con la actual competencia de

mercado, este sensor es mucho más econó-mico al ser desarrollado con componentes de bajo costo.

¿cómo fuNcIoNa uN SeNSor?generalmente, los sensores están formados por dos placas paralelas en dos caras internas del horno y su dieléctrico absorbe o elimina el vapor de agua que está presente en el am-biente. el valor de capacidad viene dado por la si-guiente fórmula:

c: valor de la capacidad

ε: es la permitividad del dieléctrico (constante

dieléctrica)

a: es el área de las placas del condensador

d: la distancia de las placas del condensador

cuando existe una variación en la constan-te dieléctrica, aunque sea del 20%, significará que la humedad relativa tendrá un cambio de 0-95% de humedad. este sensor trabaja con un rango mínimo de error de ±2.0 en la lectura de humedad, aunque si está sobre el 85% tiende a saturarse y perder precisión en aproximadamente ±3.5. estas placas están ubicadas de tal forma que permiten el paso del aire y la salida del vapor, y resisten altas temperaturas debido a su composición. el mayor problema de este sensor es que no mide la temperatura de las nueces dentro del horno, y que su manipulación debe ser he-cha por una persona capacitada.

¿y cómo fuNcIoNa NoeZ?NOeZ es como una nuez, en cuyo interior se encuentra un sensor de humedad y tempera-tura dHt-22, conectado al microcontrolador principal pic16F876a, cuyo programa tendrá como funciones principales: el muestreo del sensor, el envío de datos mediante comuni-cación serial y, lo más importante, estar en

FiGura 1. FiGura 2.

n investigaciones aplicadas

6 e e a

ténticas, a fin de entregar una aproximación fidedigna de la temperatura de las nueces reales, que permita llegar al resultado espera-do. el mecanismo está constituido por dos microcontroladores; un sensor de humedad y temperatura; y un módulo bluetooth, entre otros componentes. la lectura de los datos que arroja el sensor es remota, pues estos son captados dentro del horno y enviados mediante tecnologías del iot a un servidor de FiWare Orion.

las pruebas del funcionamiento de NOeZ fueron realizadas en un horno de secado de frutos secos a escala, construido para dicho fin. el sensado fue en tiempo real dentro del hor-no, lo que permitió tomar decisiones como aumentar temperatura del flujo del aire, dismi-nuir la temperatura y apagar el secador. la in-formación obtenida pudo ser visualizada des-de un computador como aplicación y/o a través de su respectiva página web. adicional-mente, como atributo creador de valor, es po-sible gestionar la información acerca de la cur-va de secado para estudios y mejoras

configurado de la manera mencionada, se programará el microcontrolador para que, una vez tomadas las muestras del sensor, las envíe hacia el exterior de la planta. en el exterior serán recibidas por un receptor bluetooth y almacenados en el puerto com del computador.

orion opera sobre un servidor web donde, además de visualizar los datos, hay gráficas representativas de las variables de temperatu-ra y humedad, logrando así una interfaz más amigable con el usuario.

C = Ad


modo sleep (o desactivado por defecto) y que solo se ejecute cuando ocurra una inte-rrupción externa. esto permite un ahorro energético importante, lo que es crucial cuando se trata de un sistema inalámbrico como este.

Un segundo microcontrolador, el pi-c16F628a, será el encargado de provocar la interrupción externa en el microcontrolador principal. su función es la de un reloj que, al llegar a un tiempo determinado, activará un bit de salida (timer) que producirá la inte-rrupción y propiciará que el otro microcon-trolador y el sensor tomen los datos de hu-medad y temperatura.

Hecho esto, los datos son enviados inalám-bricamente mediante el modulo bluetooth hacia el exterior de la planta, donde serán recibidos por otro módulo Hc-05, y registra-dos por el puerto serie del computador. cuando los datos recibidos desde el sensor se encuentren en el puerto serie del compu-tador, se ejecutará un programa que enviará los datos al servidor iot de FiWare Orion.

Una vez que los datos ingresen al servidor, podrán ser vistos desde cualquier parte del mundo con solo ingresar al servidor web.

coNfIguracIóN de loS compoNeNteSel correcto funcionamiento de NOeZ fue exi-tosamente probado y contó con la configura-ción de los componentes explicada a conti-nuación.

modo sleep e interrupción externa. el uso del modo sleep en el microcontrolador principal (pic16F876a) es fundamental para generar un ahorro de energía importante en el sistema, ya que el microcontrolador se en-contrará en modo de bajo consumo. se man-tendrá en este modo hasta que se genere la interrupción externa, la cual provendrá desde el microcontrolador pic16F28a.

esta interrupción provocará que el micro-controlador salga del modo de bajo consu-mo, envíe la señal al sensor para que este tome una muestra de la temperatura y hu-medad, y finalmente se envíen los datos de

investigaciones aplicadas n

e e a 7

La medición de humedad es

la parte más crítica del proceso, debido a

que si está fuera del rango de 8 a 10%,

el producto no será ideal y causará

pérdidas económicas a la industria.

la información obtenida pudo ser

visualizada desde un computador como

aplicación y/o a través de su respectiva

página web.

forma inalámbrica vía bluetooth.lectura del sensor. el protocolo de comu-

nicación utilizado fue del tipo one wire, don-de se debe enviar y recibir una serie de tre-nes de pulsos predeterminados para su funcionamiento. la trama enviada al micro-controlador es de cinco bytes.

envío de datos vía bluetooth. parte fun-damental del sistema es enviar los datos ha-cia el exterior de la planta de forma inalám-brica. para ello se dispondrá de dos módulos bluetooth, uno dentro del sistema de sensa-do y otro en el computador, para recibir así los datos del sensor.

el envío y recepción de las tramas de datos se efectúan mediante el protocolo de comu-nicación rs232, en el cual se define la si-guiente configuración:

1. velocidad de transmisión: 9.600 baudios.2. bit de paridad: No.3. transmisor: pin 6 del puerto c del micro-

controlador.4. receptor: pin 7 del puerto c del micro-

controlador.5. bits a enviar: 8 bits.

configurado de la manera mencionada, se programará el microcontrolador para que, una vez tomadas las muestras del sensor, las envíe hacia el exterior de la planta. en el exte-rior serán recibidas por un receptor blue-tooth y almacenados en el puerto cOm del computador (Figura1).

visualización de los datos. Una vez que los datos son recibidos en el puerto serial del computador, es tiempo de visualizarlos. para eso se utilizará un software que permite co-municarnos con el puerto serie del computa-dor (puerto cOm) y visualizar los datos.

envío de datos al servidor de FiWare orion. Una vez comprobado que todos los pro-cesos anteriores fueron realizados de manera exitosa, se prosigue a enviar los datos al servidor

iot; en este caso se usará el servidor de FiWare Orion. para lograrlo, se creó un programa en len-guaje c#, el cual lee los datos que el sensor envió al puerto serial del computador y este los redirige a Orion. además, creará un respal-do local de los datos, en formato txt y excel.

para facilitar el envío de datos, se ha crea-do una aplicación que nos permite la selec-ción del puerto cOm a utilizar, generar archi-vos txt y/o excel para el respaldo local e iniciar y detener el envío de datos.

Orion opera sobre un servidor web donde, además de visualizar los datos, hay gráficas representativas de las variables de tempera-tura y humedad, logrando así una interfaz más amigable con el usuario, tal como muestra la Figura 2. w

sUpUestOsel sistema de sensado con noez funcionó óptimamente, a partir de los siguientes supuestos.


w la medición de hume-dad es la parte más crítica del proceso, debido a que si esta se sale del rango de 8 a 10%, el producto no será ideal y causará pérdidas económicas a la industria.

w el sensor dHt22 se compor ta de mejor manera en un ambiente estable, obteniendo así lecturas con errores infer iores a l 2% de humedad relativa. esto es ideal para el sistema de secados de nueces porque este proceso genera un ambiente estable dentro del secador.

w se descartó el metal como material para la es-tructura externa del siste-ma de sensado, ya que este genera el efecto “jau-la de Faraday”. este fenó-meno anula los campos magnéticos, evitando que las señales emitidas a través de bluetooth pue-dan ser enviadas hacia el exterior del sistema.

w los componentes utili-zados para el sistema de sensado se comportan, según sus especificacio-nes técnicas, de manera correcta dentro del seca-do de nueces, ya que este no alcanza temperaturas superiores a los 41°c.

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bIblIografía- Bravo, m. j. (2010). el mercado de frutos secos. chile: Oficina de estudios y políticas agrarias - Odepa.- Fiware- Orion. (2015). Obtenido de http://fiware-orion.readthedocs.io/en/develop/- i+d, t. (2015). tecnología_FiWare, internet de las cosas y conectividad. Obtenido de http://www.tidchile.cl/

tecnologia- Xhafa, F. (2016). programación en c para ingenieros. españa: paraninfo.

nota: esta investigación se realizó con el apoyo de los docentes de iNacap santiago sur joel vega caro, Hernán pimentel torrejón y guillermo gonzález romero.

INA 58171-114 tAv.8ª Feria 21x27.pdf 1 24-05-16 17:55

investigaciones aplicadas

maría teresa inostroza saldaño es ingeniera en automatización y control industrial de la Universidad tecnológica de chile iNacap. Fue semifinalista en el primer encuentro de proyectos de títulos iNacap. se ha desempeñado como apoyo técnico y comercial en empresas del rubro de electrónica.

Fabián andrés Flores valiente es ingeniero en automatización y control industrial de la Universidad tecnológica de chile iNacap. Fue semifinalista en el primer encuentro de proyectos de títulos iNacap.

con este sistema de monitoreo en las trampas delta en cultivos vitivinícolas, se obtienen de inmediato datos

de conteo de polillas y temperatura, permitiendo que menos personas deban manipular y limpiar

las trampas.

1 0 e e a

por maría teresa inostroza saldaño y FabiÁn Flores valiente

en los campos de cultivo, específicamente en el cultivo de vino, las polillas son un problema, ya que atacan al árbol cuyo fruto es la uva. la especie de polilla que está presente principalmente en las plantaciones de uva es la lobesia Bo-trana o polilla del racimo de la vid (agromeat, 2015). la lar-

va de esta plaga, originaria de europa, provoca un daño directo al ali-mentarse de los racimos, produciendo una pudrición y deshidratación de las bayas, situación que hace disminuir los rendimientos de las viñas, ya que la polilla, además de alimentarse, deja crías en las raíces y hojas del árbol en cuestión.

esto genera un producto de mala calidad y una disminución en la producción, lo que se observa a través de las siguientes características (sag, 2015):

• Reducción de color en los tintos como colores marrones.• Reducción de color en los blancos como colores amarillos.• Pérdida de aromas.• Sabores desagradables.

la trampa delta que actualmente es utilizada por los agricultores de viñedos, es una construcción de plástico microcorrugado de forma triangular –de ahí su nombre “delta” – que atrae a las polillas con fero-monas. en su interior, la trampa tiene las paredes recubiertas de pega-mento, entonces una vez que el insecto entra creyendo que se va a aparear, queda pegado y muere deshidratado.

el siguiente proyecto consiste en la implementación de un sistema de

monitoreo en tiempo real de las trampas delta que actualmente se utilizan

para el conteo de polillas en los campos de cultivo de vino. este nuevo

método automatizado utiliza tecnología iot (internet de las cosas), la que

se aplicará sobre este tipo de trampas gracias al uso de componentes

electrónicos, a través de los cuales se obtendrán valores que serán

comunicados al usuario mediante una aplicación web.

lo anteriormente descrito tiene como fin el rescate y salvado de variables

críticas, las cuales podrán ser utilizadas de manera posterior para realizar

estudios que permitan controlar este tipo de plaga de manera más efectiva.

> índice de términos: trampa delta, conteo de polillas, temperatura ambiente, internet de las cosas.

r e S u m e N

e e a 1 1

para contar a las polillas atrapadas y vaciar la trampa, el agricultor debe ir cada uno o dos días a revisarla manualmente. el monitoreo que se propone en esta investigación, ahorrará el tiempo que ocupan los campesinos en ir a pie a revisar el estado de la trampa, pues contará con una cámara, un sensor de temperatura y un contador de polillas, que obtendrá los datos en tiempo real de estas variables, los que serán comunicados mediante una aplicación web a cualquier dispositivo co-nectado a la red wifi determinada. de esta manera, se podrá revisar el estado de la trampa a distancia y se ahorrará tiempo en ir a chequearla innecesariamente.

para alcanzar este objetivo, se diseñó un sistema automatizado me-diante la implementación de cuatro sensores láser ubicados en la en-trada de la trampa. además, se creó un control por visión artificial para observar el comportamiento de los insectos y chequear el espacio dis-ponible en la trampa, durante el día y la noche. Finalmente, se creó un enlace con el usuario a distancia a través de una plataforma virtual, que muestra los datos obtenidos por los sensores ya descritos, gracias al envío de datos desde el microcontrolador arduino al servidor Orion.

SeNSado automátIcopara llevar a cabo el proceso de sensado automático de la trampa delta, el primer paso fue reunir la información necesaria sobre el comporta-miento de las polillas en su hábitat natural dentro del campo de cultivo; cuál es el método de atracción hacia la trampa; y cómo se comportan al momento de ser atraídas por la feromona.

para finalizar, se incorpora la visión artificial colocando una cámara ip al costado de la trampa para obtener una imagen completa al 100%, y con esto comunicar al usuario mediante iot a una plataforma web (Figura 3).

SolucIóN técNIca utIlIZadase utilizó un microcontrolador arduino Yun, donde se programó la lec-tura del sensor láser, el de temperatura y fotorresistencia, además de incluir una pantalla lcd, la que es utilizada para ver la información en tiempo real sin necesidad de conectarse a internet (arduino, 2015). la estructura utilizada para la programación fue la siguiente: se asignan los pines de la pantalla (12, 11, 5, 4, 3, 2) para el funcionamiento de la pantalla lcd. luego, se declaran los tipos de variables a utilizar para el sensor de temperatura, que en este caso es “float”, el que permite utili-zar decimales a diferencia de las demás variables utilizadas que son “int” (variables enteras), finalizando con las dos variables “estadoactual” y “estadoanterior”, que son de tipo “boolean” (variables booleanas, es de-cir, su estado es 1 o 0).

tras esto, se define la columna y fila de la pantalla lcd y la informa-ción que deseamos que se muestre en pantalla. el programa mostrará en la pantalla lcd, los strings “gradOs” y “cONtadOr”. el comando que permite imprimir estos textos en la pantalla es “lcd.print”. tam-bién se aprecia otro comando llamado “lcd.setcursor”, el cual le da las coordenadas al texto para aparecer en la pantalla. mediante estos dos

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luego, se utilizaron diferentes componentes electrónicos de manera eficiente, con la finalidad de lograr el monitoreo automático de la tem-peratura y cantidad de polillas atrapadas en su interior. para lograr el conteo, se utilizó el software matlab r2015a (módulo de visión artifi-cial), programa que además permitirá futuras aplicaciones y mejoras en la automatización de la trampa.

como solución, se diseñó un prototipo integrando todos los compo-nentes electrónicos ya descritos, con el fin de automatizar la trampa delta.

en la figura 1 se muestra la ubicación del sensor láser, que se coloca estratégicamente en la entrada de cada trampa, debido a que las poli-llas entran caminando al creer que se dirigen a un proceso de aparea-miento.

para tener una estadística tentativa sobre la población de polillas en los campos de cultivo, se debe medir la temperatura ambiente. esto se logra mediante la incorporación de un sensor de temperatura lm35, que se coloca a un costado de la trampa (Figura 2).

FiGura 1.

FiGura 3.

FiGura 2.

comandos, se logran mostrar los strings deseados en la posición co-rrecta.

en el caso de la temperatura, se debe realizar el escalamiento para poder reflejarla en grados celsius. el sensor envía la señal medida desde el pin análogo y es leída con el comando “analogread”. este valor se ingresa a la fórmula para obtener el dato, de manera de poder proce-sarla correctamente en el código. para mostrar la temperatura en gra-dos celsius, debemos indicarle las coordenadas a la pantalla lcd con el comando “lcd.setcursor”, y luego imprimimos el valor con el comando “lcd.print”.

en la programación del contador, nos encontramos con una serie de condiciones para efectuar el correcto funcionamiento del sensor láser. de esta manera, cada vez que se rompa el haz de luz, el programa reco-noce la señal de que una polilla ingresó a la trampa, y efectúa el conteo. la secuencia exacta del programa incluye el uso de condicionales de tipo “if” que permiten la comparación de estados y el conteo de la can-tidad de polillas.

en el proyecto se utilizó visión artificial con el fin de poder observar el comportamiento de las polillas dentro de la trampa delta y de esta manera alertar al cliente en el momento que sea necesario cambiarla. la programación de la visión artificial con la cámara ip se llevó a cabo gracias al software de programación matlab r2015a (mathWorks, 2015).

e e a 1 3

investigaciones aplicadas n

cO N c lU s i O N e s

el logro de los objetivos planteados en esta investiga-

ción constituye una mejora significativa en los tiempos

de conteo de las polillas en el campo de cultivo, lo que

genera un gran impacto en la producción y calidad del

vino. los tiempos se disminuyen ya que los datos no son

contados por una persona, sino que son enviados a una

plataforma virtual a la que se puede acceder desde cual-

quier equipo con acceso a la red.

sumado a esto, se observa una disminución de gastos

para la empresa, ya que una de las ventajas de este siste-

ma es que se puede manipular por una sola persona.

Habiendo observado la disminución de los costos, se

calcula cerca de un 30% de ahorro mensual.

biblioGraFía- agromeat. (2015). crece la cuarentena por la polilla de la vid y endurecen multas. Obtenido de http://www.agromeat.com/95195/crece-la-cuarentena-por-la-polilla-de-la-vid-y-endurecen-multas-2

- arduino. (2015). posts navigation. Obtenido de http://arduino.cl/

- cuenca, e. d. (2015). matlaB: introducción al procesamiento de imágenes. Obtenido de http://informatica.uv.es/iiguia/vc/tutorial.pdf

- electrónica. (2015). ldr - resistencia dependiente de la luz - Fotoresistencia. Obtenido de http://electronica-electronics.com/info/ldr-fotoresistencia.html

- iNia, l. p. (2015). entomologia Horticola. Obtenido de http://platina.inia.cl/entomologia/p_tomate_alibre/polilla_tomate4.htm

- mathWorks. (2015). matlaB. Obtenido de http://www.mathworks.com/sag. (2015). acceso a intranet correo electrónico. Obtenido de http://www.sag.cl/

conFección del prototipo Físico.

el primer paso fue crear una red wifi de manera de dejar en la misma red a la cámara ip y al equipo (pc) en el cual se trabajará. al haber crea-do la red, podemos asignar una ip a los equipos conectados para gene-rar el enlace con el software matlab r2015a.

para conectar la información obtenida en terreno con el usuario (iot), se utilizó el arduino Yun y la plataforma Orion, que enviarán una comunicación al usuario cuando se alteren las variables de temperatura y número de polillas atrapadas, además de obtener un control de la trampa con la visión artificial. cuando estos datos estén disponibles en la nube, el usuario podrá analizarlos desde cualquier dispositivo conec-tado a internet, ya sea tablet, computador, etc. w

por esteban Herrera silva

IoT en la minería VENTAjAS y DESAfíOS

PArA su ADOPCIóN en ChILE

reportaje

1 4 e e a

lA APlICACIóN del Iot eN este seCtor

PermIte mÁs segurIdAd, efICIeNCIA y meNor

ImPACto AmbIeNtAl. eNtoNCes,

¿Por qué CuestA tANto

su ImPlemeNtACIóN?

e e a 1 5

Actualmente el sector minero en nuestro país está atravesan-do por una crisis debido a varios factores, entre los cuales se pueden mencionar el bajo precio del cobre y el descen-so en la demanda de china. según cifras de la sociedad Nacional de minería, 41 mil empleos se han perdido en los

últimos doce meses y muchos proyectos han quedado en pausa, a la espera de reanudarse.

este es un escenario particularmente propicio para invertir en soluciones que aporten a la productividad, aumentando la eficien-cia y reduciendo los costos de producción, lo cual según andrés leiva, gerente de Operaciones de telefónica i+d chile, debió haber ocurrido antes. “a mi juicio ha sido un error el no aprovechar el pe-riodo ‘súper ciclo’ de los commodities para hacer inversiones en optimización de los procesos. con los precios actuales y una de-manda deprimida, aparecen todos los fantasmas que, en realidad, han estado al acecho desde hace años”, afirma.

ahora que los fantasmas rondan, es el momento de invertir en tecnologías que permitan automatizar procesos, saber cuánto está produciendo y de qué manera está trabajando una maquinaria de-terminada, obtener información en tiempo real y poder utilizarla para tomar decisiones que mejoren la seguridad, productividad y el impacto ambiental de las faenas mineras. Y en todo eso, el internet de las cosas (iot ) es un actor que tendrá una participación muy importante.

el Iot y SuS veNtajaSesta tendencia tecnológica “se define, en términos simples, como la conexión de las cosas físicas al internet y, en un sentido más amplio, la de cosas, procesos e incluso personas. dada esta simple definición, todos los problemas descritos para la minería pueden ser abordados desde la lógica del iot. esta lógica nos habla, esencialmente, de to-mar información desde los objetos, procesos o personas, transmitirla hacia la nube, darle un contexto -es decir, de dónde viene y qué re-presenta- y tomar decisiones”, según andrés leiva.

en términos concretos, las áreas más impactadas por el iot son la productividad, la seguridad y la relación de las mineras con el me-dio ambiente. cuando nos referi-mos a productividad, es porque estas nuevas tecnologías provo-can mejoras sustanciales en casi todos los aspectos, desde la ex-tracción, pasando por el transpor-te, hasta el procesamiento en las plantas. “eso es lo relevante del iot: genera un espacio global de inserción en los procesos del ne-

gocio a través de la generación de valor tecnológico”, asegura luis peña, fundador y ceO de Hiway.

Uno de los mayores beneficios de contar con este tipo de tecnolo-gía es que se pueden generar reacciones en tiempo real. “se pueden controlar acciones químicas, procesos y accidentes. ahora se apela a los sensores y no a los sentidos del operador de planta. Facilita una toma de decisión más certera. esto también ha impactado positiva-mente en la seguridad, en especial, respecto a la automatización de

diferentes maquinarias y vehículos. ahora un operador puede estar fuera de la mina operando una máquina, así se bajan los niveles de inseguridad y de posibles accidentes”, menciona juan Orellana, ase-sor del Área minería y metalurgia de iNacap.

los sensores y la interconexión entre ellos con el Big data, genera enormes cantidades de datos y cifras de producción. esta información debe ser analizada de manera correcta para que la inversión tenga el fin de optimizar los procesos, mejorar la productividad o la seguridad. “con el Big data las posibilidades de modelar procesos humanos e in-dustriales complejos para luego ser optimizados, son enormes. Una vez que los procesos se optimizan, casi en paralelo aparece la posibili-dad de predecir comportamientos futuros, lo cual representa una ven-taja competitiva notable”, menciona andrés leiva.

la integración de sensores en el proceso de extracción, del chan-cado u otros no es algo nuevo, pero la posibilidad de conexión de estos a internet para lograr información real de los dispositivos y con ello tomar decisiones, eso es la revolución del iot. el hecho de que este tipo de tecnología entregue visibilidad respecto a componentes, procesos, máquinas y trabajadores, es la clave para lograr un control y una medición sobre las cosas. Y cuando este control existe, se mide y se constata, se pueden cambiar o mejorar aquellos aspectos más ineficientes.

1 6 e e a

Según datos de la consultora IHS technology:

en 2014 hubo 19,7 billones de dispositivos conectados a la red, de los cuales un 25% corresponden a dispositivos industriales.

Se espera que para el año 2025 esta cifra se quintuplique, donde se alcanzará

la impresionante cifra de 95,5 billonesde dispositivos conectados, de los cuales

la mitad serán de uso industrial.

capacItacIóN, uN obStáculo para la INcorporacIóN del Iotsin embargo, y pese a todas las ventajas, hay grandes barreras para que se generalice el uso de estas soluciones en el país, tanto econó-micas como culturales. la diversidad de profesionales y técnicos que trabajan en la minería nacional ha producido una lentitud en la entra-da de estas nuevas tecnologías. “debido a la cultura que existe en la minería, cualquier cambio en la forma de hacer las cosas es resistida, por lo tanto, deberíamos partir por desarrollar competencias asocia-das a adaptarse a los cambios, adoptar una estrategia respecto a la cultura organizacional, y a ver la incorporación tecnológica como una oportunidad de desarrollo personal y organizacional, no como una amenaza a la fuente laboral”, menciona luis peña.

pero lo cierto es que la forma de trabajar, en especial del minero de faena, es muy difícil de modificar, según los especialistas. para juan Orellana este es un punto clave al que se debe tratar con especial esfuerzo. “No es algo fácil, rompe lo tradicional. aún sucede, y en fae-nas modernas e importantes donde el jefe de turno, al entregar el horario al siguiente, hace un reporte en papel y no de manera digital. Nosotros como iNacap a través de un convenio que se realizó con telefónica, nos atrevimos a incorporar esta temática, para que nues-tros alumnos, en sus seminarios de título, pudiesen realizar algún tipo de innovación minera relacionada al iot en las faenas”.

deSafíoS tecNológIcoS de la mINería NacIoNal“en primer lugar concientizar que el ‘futuro’ que entendemos por iot está a la vuelta de la esquina y nos va a impactar en la cotidianidad prontamente”, decreta luis peña. es que la tecnología avanza rápida-mente y son las industrias y las instituciones formadoras quienes de-ben preparar a los trabajadores para ser capaces de responder y apro-vechar esta nueva oportunidad de desarrollo.

Otro problema que han debido enfrentar las organizaciones que ya han accedido al iot, es saber cómo procesar los datos, es decir, cómo utilizarlos. según menciona andrés leiva, “ponerle un sensor de Us$100 a un camión de Us$4 millones nunca llegará a ser un pro-blema, pero si los datos que se generan a partir de ese camión no los comparto, o si aun compartiéndolos somos incapaces de hacer prue-bas industriales por temor a no cumplir con el plan de turno, enton-ces tenemos un problema para desarrollar innovación y, en definitiva, para capturar el valor que hay en las oportunidades”.

pese a que en la minería de gran escala este tipo de tecnología está cada vez más integrada, es en la mediana y pequeña minería donde la tarea por avanzar es muy compleja, lo que se transforma en una gran oportunidad para los emprendedores. además, y relaciona-do con lo anterior, hay otro factor que provoca un retraso en su adopción: la diferencia entre los costos de una minera a cielo abierto y una tradicional. en las primeras son mucho más viables las solucio-nes iot que en las segundas, pues el hecho de operar bajo tierra difi-culta la transmisión de las señales. es decir, se requiere una mayor

reportaje n

e e a 1 7

en la gran minería el iot está cada vez

más integrado, pero en la mediana y pequeña minería su ingreso ha sido más complejo, lo

que presenta una gran oportunidad para los

emprendedores.

inversión en conectividad para que las soluciones funcionen, y suce-de que prácticamente toda la pequeña y mediana minería en chile se realiza bajo tierra.

pese a los desafíos mencionados, los beneficios en mantenimiento inteligente, productividad y seguridad son enormes para nuestro país, en un chile donde la minería es uno de los motores principales de su crecimiento económico, innovar y modernizar es cada día más necesario. w

comentario técnico

el internet de las cosas se está instalando rápidamente en el ámbito industrial, en especial

con herramientas como el control automático en nube. lo que tiene ventajas y desventajas.

por robert bauerscHmitt

1 8 e e a

La evolución de l IoT

y los servicios en nube

robert bauerschmitt, gerente de producto en Fabelec (www.fabelec.cl), es ingeniero electrónico y en automatización de la darmstadt University of technology, alemania, y anteriormente se desempeñó como ingeniero de desarrollo en las empresas gKr y robert Bosch.

Hoy existe una cantidad impre-sionante de dispositivos inter-conectados. en 1975, ya había 230 millones de anexos de red fija en el mundo; en 2005, esta

cifra se multiplicó más de trece veces, llegan-do a cerca de 3.000 millones de anexos (en su mayoría dispositivos móviles). para fines del 2015 ya teníamos 7.000 millones de anexos telefónicos.

junto con lo anterior, debemos considerar el avance de los propios dispositivos de co-municación. Hacia 1975 era inconcebible que el aparato que se usaba para hablar a distancia con otra persona, más tarde serviría para visualizar información, leer, responder correos electrónicos y conversar “en línea” con otros usuarios (Bauerschmitt, 2015). Bue-no, hoy todo esto es posible gracias a la red que conecta todos los dispositivos: internet. (Figura 1).

¿Qué HIZo poSIble eSta evolucIóN?en todo esto existen factores clave que han

permitido que los dispositivos estén comuni-cados. Ya no hablamos más de redes de tele-fonía fija; hoy estas redes se han fusionado con las redes móviles y con las de datos, lo que sin duda ha mejorado la cobertura de este entretejido de conexiones, cuestión que los fabricantes de equipos han aprovechado creando dispositivos con mejores capacida-des y funciones. en otras palabras, ha habido un notorio aumento de la estructura que po-sibilita las comunicaciones y, a su vez, de la “inteligencia” de los dispositivos que partici-pan de la comunicación (automatización , 2015).

según la información de la consultora iHs technology, en 2014 hubo 19.700 millones de dispositivos conectados, 25% de los cuales corresponden a dispositivos industriales. de acuerdo con las estimaciones de la misma

consultora, esta cifra prácticamente se quin-tuplicará para 2025, alcanzando la impresio-nante cifra de 95.500 millones de dispositivos conectados, la mitad de los cuales correspon-derán a dispositivos industriales.

del Iot al IIotHasta aquí hemos hablado de conexiones, dispositivos, cifras y redes, pero ¿qué enten-demos por internet de las cosas? pues bien, este concepto alude a que dispositivos do-mésticos y cotidianos estén conectados a in-ternet, pero últimamente ha evolucionado, pasando de “internet de las cosas” (en inglés, Internet of Things o simplemente iot) a “inter-net industrial de las cosas” (iiot), aludiendo a la posibilidad de que los dispositivos indus-triales estén conectados a esta gran red de datos (Bauerschmitt, 2015).

el concepto de iot se observa desde hace algunos años en el mercado. existen aplica-ciones en domótica que hacen posible con-trolar la iluminación de una casa a distancia, acceder al monitoreo de las viviendas, e inclu-so hasta controlar el nivel de frío del “refrige-rador inteligente”. ahora, cuando extendemos este concepto al nivel industrial, ya no nos

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FiGura 1 (vigO, 2015)

la 4ª revolución Industrial

1782

1ª2ª

3ª4ª

19131954

2015

controladores de calidad

de vida ciencias

de inGeniería

movilidad

electrónica

ict

mÁqUiNa de vapOr

pOder de geNeracióN

aUtOmatiZacióN mecÁNica

iNdUstrialiZacióN

aUtOmatiZacióN electróNica

aUtOmatiZacióN iNteligeNte

ciNta traNspOrtadOra

cOmpUtadOriNc, plc

sistemas FÍsicOs ciBerNéticOs

referimos a elementos domésticos con inteli-gencia virtual, sino que apuntamos a disposi-tivos de campo en la industria que cuentan con los puertos de comunicación necesarios para integrarse a internet, y de esa forma con-trolarlos, monitorearlos, acceder a ellos, y en general, gestionarlos a distancia.

los analistas hablan de dos enfoques cuando aluden al iiot: uno orientado al hard-ware, y otro a los datos. la premisa del enfo-que orientado al hardware es “conectividad a pesar de la distancia” y supone el empleo de dispositivos industriales provistos de puertos que permitan la conexión a internet, además de contar con cierto nivel de “inteligencia” que haga posible compartir datos en la red con otros dispositivos (lo que se conoce como comunicación “máquina a máquina” o m2m, por machine to machine). Nos referimos a distancias que pueden ir desde unos pocos metros hasta miles de kilómetros.

en la actualidad, ya es posible encontrar dispositivos que resuelvan perfectamente el tema de las distancias; por ejemplo, existen medidores de agua domiciliarios a los que se

coNtrol automátIco eN la Nube (cloud)el “Cloud Computing” sigue la tendencia, que ya experimentamos con varios procesos, de adaptar tecnologías de la informática al ámbi-to industrial. por lo general, el avance en la industria de automatización y control sigue con un desfase de entre tres a cinco años aproximadamente a las tendencias de la in-dustria informática y de telecomunicaciones, e incluso del mercado del consumidor final (galán, 2015).

por ejemplo, hace unos años equipos de plc o rtU (sigla en inglés de Unidad de con-trol remota) contaban solo con puertos de comunicación seriales o especializados (caN, mpi, profibus, etc.), pero hoy casi todos estos dispositivos tienen la opción de un puerto laN, tanto por defecto como a través de mó-dulos de expansión (Bauerschmitt, electro in-dustria, 2015). del mismo modo, en el ámbito del control y la automatización recién ahora están creciendo los requerimientos para usar el internet móvil, tecnología que ya se masificó hace varios años a nivel de consumidor final, al igual que otras tantas como la propia nube.

¿No querríamos aprovechar en el mundo del control y automatización las nuevas tec-nologías del Cloud Computing? ¿No sería ten-tador contar con un servicio en la nube, algo así como una “red Facebook industrial”, para poder mantener el contacto con diversos dis-positivos industriales, desde distintos lugares físicos, y realizar gestiones o recibir informa-ción de forma remota, sin depender de un lugar o un equipo físico concreto?

n comentario técnico

puede accederse por internet, o la comunica-ción a más de dos mil kilómetros entre un in-geniero de soporte y un plc (sigla en inglés de control lógico programable) instalado en la planta de trabajo. precisamente, el soporte a distancia es una de las ventajas de estos dis-positivos inteligentes, junto con la gestión de los procesos, la notificación de alarmas y el monitoreo, entre tantas otras.

el segundo enfoque, aquel orientado a los datos, está definido por la consigna “la colec-ción de datos genera información”. los proce-sos de automatización industrial consisten de componentes mecánicos, digitales y huma-nos, por lo que en cualquier momento una de las partes puede obtener datos que pueden ser útiles para otra parte.

en este contexto, el iiot se hace cargo de los siguientes desafíos: conectar diferentes redes, estándares y protocolos y compartir datos entre diferentes disciplinas para, final-mente, transformar grandes conjuntos de da-tos (“Big data”) en información valiosa. con todo, desde el enfoque de los datos, el inter-net industrial de las cosas (dispositivos) avizo-ra enormes potencialidades para el sector de la automatización industrial, gracias a la capa-cidad de predecir las fallas de componentes, mejorar la calidad del producto final, aumen-tar la flexibilidad en la producción y un impor-tante ahorro energético como corolario de optimizar los procesos.

2 0 e e a

El IIoT se hace cargo de los siguientes desafíos: conectar

diferentes redes, estándares y protocolos y compartir datos entre

diferentes disciplinas para, finalmente, transformar grandes

conjuntos de datos (“Big Data”) en información valiosa.

Ya existen en el mercado diferentes servi-cios que ofrecen acceso remoto a dispositivos. en este aspecto, las vpN (sigla en inglés de re-des privadas virtuales) se han establecido como un estándar para proteger soluciones de acceso remoto. su planificación e imple-mentación es una tarea compleja y requiere de mucho conocimiento y experiencia, por lo que ya se han creado varios servicios en “la nube” que facilitan la planificación, implemen-tación y administración de vpN para aplicacio-nes de control y automatización.

a través de una plataforma basada en in-ternet, se ofrece un servicio de “citas indus-triales” con opciones de configuración y ad-ministración de acceso a los dispositivos en terreno (plc y rtU, entre otros), se les agrega un hardware con Gateway vpN que se conec-ta con el servicio “Cloud” para incorporarse a una vpN. el ingeniero u operador accede des-de un pc con conexión a internet a este ser-vicio, entra como miembro a la misma vpN, y obtiene acceso remoto al dispositivo en te-rreno para modificar su programa y configu-ración, corregir alguna falla o revisar el status de un proceso.

en este sentido, este concepto tiene varias ventajas para el usuario, como permitirle de-dicarse a lo que realmente le interesa, es de-cir, a conectarse con su máquina. además, no necesita conocimientos avanzados en redes para lograr una conexión remota, el Cloud Computing le facilita el acceso remoto, y co-nectarse solo depende de tener acceso a in-ternet y no requiere de nadie que esté en el otro lado.

dad muy elevados. además, cada sistema tie-ne adicionalmente sus propios mecanismos de seguridad.

en la actualidad se han popularizado dos modelos de negocio en relación a la oferta de servicios en la nube. por una parte tenemos el “contrato de servicio”, que implica un costo periódico por servicio de acceso remoto (y que en muchos casos se combina con la ven-ta o el arriendo del equipamiento o hard-ware). por la otra está la “venta del equipa-miento” con costo único de adquisición del hardware, incluyendo el derecho de servicio de acceso remoto durante su vida útil (Bauerschmitt, 2015). así, la vida útil proyecta-da es relevante al momento de decidir cuál modelo de negocio es el más conveniente para un proyecto.

el iiot llegó para quedarse; ahora es nuestra tarea adaptarnos a este entorno de trabajo que presupone amplios beneficios tecnológi-cos y monetarios para la industria. w

comentario técnico n

deSveNtajaS de “la Nube”se han nombrado varias ventajas sobre estas nuevas tecnologías, pero también es necesa-rio considerar los inconvenientes que ellas provocan. en primer lugar, internet es un lu-gar hostil y, para su acceso, se depende de un servicio ofrecido por terceros y que no se puede controlar directamente. por lo tanto, se debe analizar este tema antes de tomar una decisión. para cada caso particular, el peso de esta dependencia cambia según la criticidad de la disponibilidad del acceso remoto. asi-mismo, hay aplicaciones que hoy no cuentan con acceso remoto y solo tienen la posibili-dad de un acceso esporádico (por ejemplo, con una visita a terreno).

luego no podemos olvidar el tema de la seguridad informática. sabemos que existen amenazas como virus, hackers, phishing, etc., que nos desafían día a día. por esta razón, las precauciones en seguridad de estos tipos de servicios basados en la nube son muy altas. de hecho, las vpN que usualmente se em-plean para el segmento de automatización y control están provistas de niveles de seguri-

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biblioGraFía- Bauerschmitt, r. (2015). automatización . expo automatización. santiago: Fabelec.- Bauerschmitt, r. (2015). control automático en la Nube (cloud). electroindustria.- Bauerschmitt, r. (2015). electro industria. Obtenido de http://www.emb.cl/electroindustria/articulo.mvc?xid=1894- Bauerschmitt, r. (2015). electro industria. Obtenido de http://www.emb.cl/electroindustria/articulo. mvc?xid=2674&xit=internet-de-las-cosas- galán, l. a. (2015). 100 años de informática. españa: Universidad politécnica de madrid.- vigo, i. a. (2015). industry 4.0. Obtenido de http://www.industrialagilesolutions.com/industry-4-0/

comentario técnico

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Hugo barriga rebolledo es administrador de academias it de iNacap, ingeniero en gestión informática de iNacap, con 10 años de experiencia profesional en la incorporación de tecnología en educación super ior. además, cuenta con certificaciones internacionales en microsoft, Oracle, comptia, entre otras.

Internet de las Cosas

Una mirada desde

la academiapor HuGo barriGa rebolledo

A mediados de los años 90, un ejecutivo británico de p&g, llamado Kevin ashton, acuñó el concepto de “internet de las cosas” (iot, por sus siglas en inglés), al proponer la utilización de rFid (Radio Frequency IDentification o identificación por radiofrecuencia)

en la cadena de suministros de su empresa. su visión, que relacionó la conectividad con los objetos, se ha convertido en un tema de relevan-cia mundial y en una tendencia que hoy impulsa el avance tecnológico en las personas y la industria.

la empresa cisco, en su blog institucional (evans, 2011), dice que “a partir de 2008 la cantidad de dispositivos conectados supera al número de personas”, y es en ese instante que la industria comienza a ver una oportunidad en la expansión de la conectividad asociada a la comuni-cación y transferencia de datos que generarían los dispositivos como sensores, microcontroladores, celulares, tablets, etc. se abre así un mer-cado potencial de varios miles de millones de dólares en todo el mun-do, con proyecciones para el año 2020 de 1.700 millones de dólares (idc, 2015).

uNa década de exISteNcIaYa en 2005 la itU (siglas en inglés para Unión internacional de teleco-municaciones), en su publicación “The Internet of Things” del reporte de dicho año (ITU Strategy and Policy Unit, 2005, p. 23), asegura que “el si-guiente paso en esta revolución tecnológica es conectar a los objetos inanimados y cosas a las redes de comunicación. esta es la visión de una verdadera red ubicua, ‘disponible en cualquier parte a cualquier hora, por cualquier cosa o persona’. en este contexto, los productos de consumo podrían ser rastreados usando diminutos transmisores de ra-dio o etiquetados con hipervínculos y sensores embebidos”.

El IoT es una realidad que llegó

para quedarse. ¿Qué deben hacer

las instituciones formadoras

al respecto?

e e a 2 3

¿Qué eS realmeNte el Iot? en la publicación de 2005 de la itU bajo el nombre de “the internet of things” (ITU Strategy and Policy Unit, 2005), el iot es descrita en la página 5 como “la conexión de objetos y dispositivos de uso diario para todo tipo de redes, por ejemplo, intranets de empresa, las redes punto a punto e incluso el internet. por esta razón, su desarrollo es de gran im-portancia para la industria de las telecomunicaciones. se pondrá a prueba las estructuras existentes dentro de las empresas establecidas, y forman la base para nuevas oportunidades y modelos de negocio”.

si bien se trata de una tendencia de poco más de una década, su existencia descansa en tecnologías bastante más antiguas y que no es-taba conectadas entre sí. por ejemplo, la rFid existe desde mediados del siglo 20 y los materiales que utilizan nanotecnología han estado en el mercado desde hace más de una década. sin embargo, el gran salto se produjo cuando estas tecnologías se vincularon con internet.

en la actualidad, si a un dispositivo tecnológico como un celular, ta-blet, computador o televisor se le quita el acceso a internet, deja de ser un elemento ubicuo dentro de la red y por consiguiente pierde total atractivo para quien lo utilice. Hoy es normal que un usuario desee que su reloj tenga comunicación con su celular y que en su automóvil se escuche la música que tiene en sus dispositivos móviles, o que las fotos que saca con su cámara aparezcan luego en su tablet para poder mos-trar en una reunión familiar, sin necesidad de tener que descargar las fotos desde la cámara. todo esto habla del concepto de ubicuidad que permite el iot por medio de las redes de datos.

en nuestra vida cotidiana, el iot se torna un elemento de interco-nexión de nuestros dispositivos, que facilita nuestra vida diaria y que llega a ser transparente para los usuarios. es decir, los usuarios lo dan por sentado. pero, ¿qué sucede cuando llevamos este concepto a otros ámbitos?

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Otro hito convergente con esta tendencia se dio en 2006, cuando eben Upton, rob mullins, jack lang y alan mycroft, en los laborato-rios de informática de la Universidad de cambridge, se preocuparon por la disminución de los niveles de competencia de los estudiantes de carreras de informática, y diseñaron para ellos las primeras ver-siones de lo que ahora conocemos como raspberry pi. Hoy en día se está masificando en el mercado el uso de dispositivos de bajo costo que facilitan la creación prototipos rápidos para dar solucio-nes a problemas puntuales a través del iot, como arduino o el mis-mo raspberry pi. también existen plataformas de desarrollo de uso más industrial creadas por empresas como National instruments y texas instruments con su msp430 launchpad, también de muy bajo costo.

desde la experiencia recolectada por iNacap a través de las acade-mias it, podemos decir que en 2015 la industria nacional ha visto cómo el iot ha comenzado a impactar de manera transversal en sec-tores como la agronomía, con empresas como livn y su sistema de riego inteligente; en transportes y construcción, con iniciativas del gobierno de chile como “estrategia de ciudad inteligente para el transporte chile 2020” (subsecretaría de transportes, 2014); y con em-presas como Kappo y su plataforma social para fomentar el uso de la bicicleta dentro de la ciudad. estas iniciativas están destinadas a me-jorar la calidad de vida de las personas, y son un ejemplo del uso que está tomando el iot como como una herramienta capaz de entregar soluciones a problemas de diversos ámbitos, desde la mantención preventiva hasta la eficiencia energética, por ejemplo.

con estos antecedentes, podemos afirmar que el iot lleva más de diez años desarrollándose, y que en la actualidad ha tomado una inusi-tada importancia en nuestras vidas. entonces, es un buen momento para responder a una pregunta más básica.

“Desde la experiencia recolectada por INACAP

a través de las Academias IT, podemos

decir que en 2015 la industria nacional ha visto cómo

el IoT ha comenzado a impactar de manera

transversal en sectores como la

agronomía, con empresas

como Livn y su sistema de riego

inteligente; en transportes

y construcción.”

ImportaNcIa para la INduStrIa y el rol de la academIadesde el momento en que una máquina es capaz de comunicarse de manera autónoma con un proveedor para dar aviso del cambio de una pieza o del nivel de stock, el iot cambia de nombre para llamarse “inter-net industrial”, donde incluso algunos han dicho que su aparición cons-tituye una 4a revolución industrial (viNt, 2014). es decir, comparable con la invención de la máquina de vapor, el uso del petróleo como combustible, y la aparición y uso de las energías renovables. así de im-portante puede llegar a ser.

dado que el internet industrial ya empezó a cambiar la forma en que trabajarán las empresas durante los próximos años, es que el mundo de la academia debe comenzar un largo camino para adecuar sus pro-gramas de estudios e identificar aquellas carreras donde se formarán los demandados profesionales que harán posible la hiperconectividad de personas y dispositivos.

el almacenamiento de información, la seguridad informática, la co-nectividad de redes, la virtualización y cloud, y la in-

teligencia artificial, entre muchos otros ámbitos propios de las áreas de desarrollo tecnológico, se verán impactados por los volúmenes de datos que se están generando por el iot. esto involucra una serie de problemas asociados,

como las brechas de seguridad, la limitación

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comentario técnico n

de los canales de comunicación y la creciente usabilidad de computa-ción en la nube, lo que obligará al mundo de la academia a adecuarse rápidamente, a fin de formar a los nuevos profesionales que la industria requerirá y desarrollar las nuevas competencias demandadas por un mundo laboral hiperconectado.

sin embargo no es primera vez que se produce esta distancia entre los profesionales que la industria demanda y los que el mundo de la academia genera. si vamos hacia atrás nos encontraremos con lo que pasaba a fines de los años 70 y principios de los 80, donde la industria requería intensamente profesionales que hoy conocemos como “infor-máticos”, y quienes debieron suplir esas plazas fueron profesionales que provenían en su mayoría del mundo de la electrónica o las matemáti-cas. en la actualidad si vemos en la página web www.mifuturo.cl, no existe una oferta en chile de una carrera de pregrado con especialidad o mención en internet de las cosas, por lo que profesionales cercanos a las tic son los llamados a cubrir esta demanda mientras desde las instituciones de educación superior se identifica la brecha y se da res-puesta a esta demanda.

aquellas competencias que seguramente requerirá el futuro profesional del iot tendrán relación con conocimientos en programación. si bien es cierto que en una primera etapa esto no es esencial para generar prototipos de iot –dada la tecnología de programar con opciones de tipo arrastre y suelte o drag and drop–, al momento de pasar a etapas más avanzadas la programación es un

“En nuestra vida cotidiana, el IoT se torna

un elemento de interconexión de nuestros

dispositivos, que facilita nuestra vida

diaria y que llega a ser transparente para los usuarios”.

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componente relevante en el iot. de la misma forma, los conocimientos en electricidad y electrónica no solo serán deseables sino que le ayudarán a este profesional a dar vida a sus soluciones relacionadas con el mundo de la robótica, placas, controladores y otros componentes. No podemos dejar fuera a las competencias del profesional en temas de conectividad y redes, sobre todo en redes inalámbricas y de baja potencia, donde será esencial que la comunicación de todas las cosas estará sostenida por una red de datos capaz de soportar dicha carga de transferencia de información, pues en el futuro todo podría estar conectado a la red de datos. por último, un aspecto importante será lo relacionado con la seguridad de la información, donde no solo será necesario defender nuestros sistemas informáticos, sino que tendremos que asegurarnos de que su intervención con el entorno real o físico siempre esté bajo control.

desde mediados de 2015, academias it de iNacap en un esfuerzo por llevar temas como internet de las cosas hacia las salas de clases y complementar así la formación de los alumnos, realiza talleres prácticos en temáticas como virtualización, programación por bloques e internet de las cosas. este último taller engloba conceptos básicos de electróni-ca, programación y redes; utilizando arduinos y raspberry pi para su realización. si bien en la actualidad la oferta académica en el iot tanto en pregrado como postgrado es escasa a nivel mundial, los profesiona-les de iNacap, por medio de la formación que reciben, son capaces de enfrentar estas adecuaciones que obliga el mercado, pudiendo superar sin problemas la brecha tecnológica que pudiera significar el iot. w

“El almacenamiento de información, la seguridad informática, la conectividadde redes, la virtualización y cloud, y la inteligencia artificial, entre muchos otros ámbitos, se verán impactados por los volúmenes de datos generados por el IoT”.

Exalumnos dEl ÁrEa ElEctricidad y ElEctrónica sE rEúnEn En Espacio iFEl Área Electricidad y Electrónica de INACAP organizó su Primer Encuentro de Exalumnos, con el objetivo de formar parte de los profesionales líderes en el Área y generar redes de contacto. La actividad se realizó en Espacio IF. En la ocasión, los exalumnos Óscar Godoy, Javier Hernández, Manuel Aedo y Rodrigo Tapia expusieron sus experiencias en las distintas empresas que trabajan, abordando temas de interés país como son: los edificios sustentables, la nueva Ley 20.571, el desarrollo tecnológico del área automatización, el Internet de las Cosas, etc.

INACAP dIsTINGuE LAs MEJoREs IdEAs EN EL PRIMER ENCuENTRo dE PRoyECTos FINALEs dE TíTuLo 2015diferentes Áreas Académicas, junto con la Red de Emprendimiento INACAP, organizaron el Primer Encuentro de Proyectos Finales de Título 2015: “Mi Proyecto de Título, Mi Proyecto de Vida”, buscando generar un espacio para aquellos alumnos que estén cursando su último semestre en una Carrera conducente a un título profesional en INACAP, y tengan interés de potenciar su Proyecto de Título. La idea ganadora fue de los alumnos de la Carrera de diseño Gráfico Profesional de INACAP Rancagua, Patricio díaz Barros y Bastián Arce sandoval, con su proyecto “Apatota2”.

INACAP CoNCePCIóN-TAlCAhuANo reAlIzA seguNdA versIóN de roboTIC ChAlleNge Con la participación de seis empresas del rubro electrónico y diez establecimientos escolares, se realizó en INACAP Concepción-Talcahuano la segunda versión del “Robotic Challenge”, competencia de robótica que fue gestionada por el Área Electricidad y Electrónica. La iniciativa consiste en un torneo de robots diseñados por estudiantes de Educación Media, que se enfrentan a una prueba de laberinto y otra que contempla una lucha de sumo. Los ganadores fueron el equipo CEM del Liceo Técnico-Profesional de la Madera, Coronel.

Desafío smart City Comienza la “etapa 2” tras una exitosa ConvoCatoriadurante abril de 2016 se inició la segunda parte de “Fase 1” del desafío smart City INACAP, concurso abierto que promueve la generación de soluciones para los problemas de la vida en la ciudad. En esta Fase participaron los 64 equipos seleccionados de entre los 247 proyectos postulados, provenientes de todas las regiones del país, y donde al menos 132 tienen un miembro inacapino. Las temáticas más trabajadas fueron medio ambiente, transporte y seguridad. Los grupos participaron en jornadas de trabajo en santiago y Concepción, donde se les entregaron herramientas para evaluar las problemáticas de smart City asociadas a sus proyectos, entre otras cosas. En la siguiente etapa del desafío smart City, solo accederán 32 equipos de los que están en carrera.

◗ Concurso elevator Pitch organizada por la Red de Emprendimiento INACAP en conjunto con el Área Electricidad y Electrónica, esta iniciativa busca que los alumnos participantes desarrollen sus capacidades creativas, transmitiendo de manera clara y asertiva sus ideas, impulsándolos al desarrollo de nuevas competencias. Este Concurso es para alumnos de la asignatura “Emprendimiento” del Área Electricidad y Electrónica de INACAP, y el entregable del concurso contempla un porcentaje de la nota final. más información en el sitio web de la red de emprendimiento inaCap.

TERMINÓ EL dEsAFío IoT: CHILE PRENdEdespués de siete meses de competencia, en mayo fueron elegidos los proyectos ganadores del desafío IoT Chile Prende. Esta iniciativa de la Red de Emprendimiento INACAP, en conjunto con Hiway, samsung y Cisco, consistía en la elaboración de soluciones a problemas planteados por las empresas mencionadas en los sectores de energía, salud, agroindustria, minería y otras temáticas, siempre utilizando como elemento central el Internet de las Cosas.

El proyecto ganador fue “safeet”, de los Ingenieros en Informática de INACAP Curicó Julio Espinoza y Nicolás Valdivia, junto con el Médico Cirujano Andrés Valdivieso. El proyecto consiste en una plantilla inteligente para personas diabéticas, la que permite prevenir las lesiones y úlceras que tienen serias consecuencias para los pacientes de esa enfermedad. El segundo lugar fue para el proyecto “Harnes”, con foco en la seguridad de los trabajos en altura; mientras que el tercer lugar fue para “salmoloro”, proyecto pensado para el cultivo de salmones.

noticias / agenda

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◗ Concurso Infilink 2016Fabelec e INACAP invitan a participar en el Concurso “Proyecto Infilink – INACAP 2016”, iniciativa abierta a todos los alumnos de la Institución, de todas las sedes del país. Los interesados deben presentar uno o más proyectos desarrollados con el software Infilink, y completar el formulario de inscripción disponible en www.fabelec.cl/concursoinacap. En este mismo sitio web se puede encontrar más información y las bases del concurso.

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en desarrollo

veHíCulo robotIzAdo PArA lA deteCCIóN de sustANCIAs NoCIvAs, 2° lugAr eN eNCueNtro de ProyeCtos fINAles de título 2015

prOYectO de tÍtUlO de iNgeNierÍa electróNica, iNacap iqUiqUelos equipos de respuesta ante emergencias están preparados para todo tipo de desastres. sin embargo, los instrumentos que portan y que tienen la función de advertirles de estos peligros, cumplen su función cuando el usua-rio ya se encuentra expuesto, pudiendo no dar tiempo suficiente para resguardarse.

para solucionar este problema, el alumno christopher alarcón, de iNacap iquique, rea-lizó el diseño y la construcción de un vehícu-lo de exploración operado de forma remota, el cual incorpora una serie de sensores que transmiten en tiempo real el estado del en-torno, permitiendo saber si es seguro o no.

se trata de un vehículo pequeño y liviano, fácil de portar y capaz de explorar espacios estrechos. además utiliza tecnologías sim-ples, lo que reduce significativamente los costos de producción. asimismo, cuenta con una interfaz amigable con el usuario, que le permite operar el vehículo sin necesidad de capacitaciones previas.

todas las señales de control son pro-porcionadas por la tarjeta arduino, modelo mega 2560, el que cuenta con 16 entradas análogas y 39 entradas/salidas digitales, ade-más de 15 salidas pWm, lo que es suficiente para el control de los sensores y actuadores. la tarjeta arduino se comunica con el com-putador de control mediante un transmisor/receptor tlc1101v1, utilizando los termi-nales de comunicación Uart. el transmisor tiene un alcance en terreno abierto de hasta 100 metros.

INverNAdero INtelIgeNte PArA lA ProduCCIóN de tomAtes,3° lugAr eN eNCueNtro de ProyeCtos fINAles de título 2015

prOYectO de tÍtUlO de iNgeNierÍa eN aUtOmatiZacióN Y cONtrOl iNdUstrial, iNacap lOs ÁNgelesconsiderando los problemas y las pérdidas económicas que conlleva una mala cosecha debido a la inestabilidad del clima en los cultivos de tomate, los alumnos cristian toledo, pablo cuevas y mario reinoso –guiados por el docente pablo sánchez– crearon un modelo para la optimización de este proceso mediante un invernadero inteligente. su propuesta considera el manejo de variables climáticas y un modelo de crecimiento del cultivo, a

través de un control predictivo. la aplicación se realizó en un cultivo a 10 kilómetros de angol, y los alumnos utilizaron la plataforma de adquisición de datos de arduino UNO con sensores de temperatura, humedad, un invernadero proyectado y actuadores para la ventilación y humidificación.

la técnica busca, a través de la teoría de control avanzado, optimizar los niveles de temperatura, humidificación y concentración de cO2

en el invernadero. con ello es posible tener un mayor control del entorno donde crecen las plantas u hortalizas. este sistema es usado para aumentar la calidad y el rendi-miento de las plantaciones en malas localiza-ciones geográficas, y producir durante todo el año, por lo que mejora la producción en en-tornos extremos.

sAfeet, PlANtIllA PArA PersoNAs dIAbétICAs

prOYectO gaNadOr del desaFÍO iOt: cHile preNdelas personas con diabetes suelen sufrir lesiones en los pies, la que generan infecciones y ulceraciones en estas extremidades y que muchas veces terminan en amputaciones, con las consiguientes consecuencias negativas en la calidad de vida de los pacientes. actualmente no abundan las alternativas de bajo costo que permitan prevenir la formación de estas lesiones, por lo que el médico cirujano andrés valdivieso y los ingenieros en informática de iNacap curicó, julio espinoza y Nicolás valdivia, diseñaron una plantilla con tecnología iot capaz de entregar información útil al paciente.

la solución involucra una plantilla para cada pie, provistas con siete y ocho microsensores de presión, que modelan la distribución de la pisada; un acelerómetro en tres dimensiones, para determinar la fuerza de la pisada; y un giroscopio, que mide el ángulo de pisada. también hay sensores de humedad y temperatura, pues estas variables también inciden en la formación de lesiones.

las plantillas estás conectadas por bluetooth a un teléfono móvil, entregando información y alertas en tiempo real para que el usuario tome decisiones que impidan la formación de heridas. también entrega consejos y sugerencias para lidiar con la diabetes.

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inacaP es un sistema integrado de educación superior, constituido por la universidad tecnológica de chile inacaP, el instituto Profesional inacaP y el centro de Formación técnica inacaP, que comparten una Misión y valores

institucionales.

el sistema integrado de educación superior inacaP y su organismo técnico de capacitación inacaP están presentes, a través de sus 26 sedes, en las 15 regiones del país.

inacaP es una corporación de derecho privado, sin fines de lucro. su consejo directivo está integrado por miembros elegidos por la confederación de la Producción y del comercio (cPc), la corporación nacional Privada de desarrollo

social (cnPds) y el servicio de cooperación técnica (sercotec), filial de corFo.

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