IoT. ¿Qué es? ¿Un uso responsable de internet de las cosas?

Introducción a aplicaciones de IoT.

¿Qué es IoT?

Las siglas IoT corresponden a la expresión Internet of Things, en castellano Internet de las Cosas. Es decir todo aquel dispositivo que puede ser conectado a internet. Preguntémonos: ¿cuál sería la finalidad de esta conexión?. Podríamos definir hoy día las siguientes:

• Que los dispositivos puedan dialogar entre si, es decir compartir datos y enviarse o recibir comandos.
• Reportar y recibir comandos desde unidades que actúen como servidor.

La principal aplicación es la toma de información en campo, implica tomar determinados parámetros físicos y generar actuaciones de control o no sobre un sistema local.

Los cableados, redes y recursos.

Estas aplicaciones, si bien son conocidas desde los orígenes de las redes de microcontroladores el avance de las interfaces gráficas flexibles y los servidores de procesamiento de alto volumen de información ha expandido el campo de acción. Sin embargo no hay que olvidar que las aplicaciones SCADA (Supervisory Control And Data Adquisition) existen desde el inicio de la aparición de las interfaces gráficas en los sistemas operativos informáticos de computadoras personales o servidores. Según la magnitud del sistema o las necesidades del mismo era posible la supervisión remota de parámetros de controladores, adquiridores de datos, tendencias, parámetros por medio de bases de datos que compartían datos entre los diferentes sistemas. También existían aplicaciones menores con pequeñas redes de PLCs o controladores, con una unidad de monitoreo centralizada, pero algunas veces no se compartían los datos y/o comandos desde una red.

Hoy día es posible contar con sistemas de internet de las cosas que pueden soportar interfaces gráficas y de red en desarrollos con pequeños microcontroladores. Sin embargo dicha flexibilidad se ve desvalorizada por el proceso cultural y comercial de obsolescencia programada o de innovación tecnológica por tendencia de mercado. El estándar actual más utilizado y potenciado para redes es el correspondiente a las comunicaciones Ethernet. Los estándares de infraestructura física y las empresas que conforman el mercado promueven para el proyecto de instalaciones de sistemas de automación en edificios comerciales soluciones basadas en instalaciones con cables UTP Cat5 y Cat6. Se aseguran velocidades de comunicación entre los 10Mbps a 10Gbps en una topología estrella.

Culturalmente, en la actualidad, los diseñadores de automaciones de uso popular no conciben otro tipo de red que las divulgadas en informática a través de los sistemas de los métodos de cableado anteriormente mencionados. Sin embargo, para muchas aplicaciones  de automoción o comando distribuido, a nivel local no es necesario una red con dichas características de velocidad y recursos de cableado. Por tal motivo, hoy día también se ofrecen en el mercado gateways RS485 y RS422. Estos estándares, si bien están desarrollados para redes de menor tráfico de datos, permiten interconectar dispositivos hasta 1.5Km de distancia  y que pueden intercambiar datos a una velocidad óptima para muchas aplicaciones.

En los finales de la década de los 90´ empresas como Emware ya ofrecían soluciones para procesamiento distribuido, servidores en pequeños microcontroladores, módems y gateways para interconexión por medio de diferentes medios de soporte físico de redes. Inclusive la utilización de redes de servicios eléctricos a nivel de distribución u hogareños como medio de interconexión para datos. Actualmente el mercado ofrece redes de datos dedicadas para aplicaciones IoT, sin embargo esto no implica que puedan seguirse utilizando para muchísimas implementaciones las técnicas ya existentes y que a su vez estas puedan ser interconectadas con otras redes informáticas o a la red de redes. El tendido indiscriminado de redes Ethernet con cable UTP categoría 6 o 5 genera una aumento de material combustible y con emisión de gases, salvo que se utilice cableados fabricados para la disminución de los mismos, y el aumento de cobre en las instalaciones. Normalmente los proyectistas de edificios como ser arquitectos o ingenieros del área de las construcciones no tienen en cuanta el volumen de los cableados de comunicaciones. Este análisis tiene como motivación el cuestionarnos cuando realmente es necesario tender redes Ethernet estrella con cable UTP Cat 6 y cuando no. Hay condiciones en que puede ser útil para edificaciones de varios pisos de altura o zonas muy distanciadas la utilización de ambos sistemas.

En la actualidad las redes inalámbricas se han popularizado y se ofrece una gran variedad de soluciones como ser WiFi, Bluetooth, Zigbee, etc… sin embargo para muchas aplicaciones que controlan sistemas esenciales o en ambientes de determinada seguridad, estas redes pueden considerarse inseguras e interferibles. Limitando esto su aplicación.

La facilidad, popularización de la información técnica, la disponibilidad de especialistas y la oferta de productos para redes Ethernet UTP de informática no debe priorizarse ante la necesidad de realizar un uso responsable de las bondades que la tierra nos da.

¿M2M o Iot? ¡Reutilicemos las redes existentes!

¿Qué es M2M? Generalmente, volviendo al análisis de las estructuras utilizadas en el pasado, se tiende a denominar M2M a la interconexión de dos máquinas. Una conexión punto a punto. Sin embargo esto no implica que este tipo de conexiones no puedan compartir sus datos con otra red.

El abordaje de un problema desde una mirada de obsolescencia tecnológica puede ser un error. Si los datos se encuentran disponibles en dispositivos distribuidos o centralizados estos pueden ser tomados por otro elemento en una red mayor por medio del uso de un Gateway. Para todo ello se requiere el análisis de los protocolos utilizados y existentes en el dispositivo. Así también, es posible reemplazar el sistema centralizado obsoleto por un nuevo sistema que realice las consultas al sistema existente y las ponga a disposición en la red, revalorizando la instalación existente.  Debemos revaluar nuestra cultura del «hay que reemplazar” y sustituir. Siempre y en cuento esto no ponga en riesgo la seguridad de los sistemas o las personas.

Hoy día existen nuevas redes inalámbricas para interconectar dispositivos a largas distancias como ser las nuevas redes dedicadas: Low Power Wide Area (LPWA), con tecnologías como SigFox, Neul, LoRa y otras. Sin embargo todavía hay dificultades en cuanto a la seguridad de los sistemas.

El mercado, las aplicaciones, sus ventajas y desventajas.

La interconectividad

Las redes cableadas tienen un uso fundamental en usos industriales, de seguridad y control de servicios esenciales. Tengamos en cuenta que un sistema protegido adecuadamente o una red local es poco vulnerable si es cableado y no se tiene acceso indiscriminado al mismo. Esto no implica que existan métodos como pistolas electromagnéticas y otros sistemas que puedan anular o destruir sistemas electrónicos. Las redes inalámbricas como ser por ejemplo el wifi pueden ser interferibles.
A modo solo ilustrativo compartimos una serie de videos relacionados con al interferencia y destrucción de sistemas y redes.

Conectividad.

Como mencionamos anteriormente, las redes cableadas están favorecidas en su uso en instalaciones industriales, de servicios vitales y cualquier otra aplicación que requiere una seguridad y continuidad en el servicio. Para aplicaciones en donde no es primordial la continuidad del servicio o la salida de control del sistema o no existan riesgos de seguridad puede considerarse la utilización de sistemas wifi. Por ejemplo en procesos de fabricación sea del tipo que sean, la seguridad en los sistemas IoT está relacionada con el flujo de datos, su almacenamiento y la actuación sobre el campo físico. Si alguien puede acceder a la red o sacarla de servicio, las máquinas podrían ser hackeadas; el proceso de producción podría interferirse y, en el peor de los casos, interrumpirse. Una gestión deficiente de la seguridad en un entorno industrial de IoT podría generar una gran falta de confianza de los inversionistas y los clientes.

Multiplicidad de sistemas.

Gran parte de la complejidad en el diseño de sistemas IoT está dada por la gran variedad de hardware, software y servicios de interconexión que pueden requerirse para ser integrados en el mismo. Esto requiere de la multiplicidad de profesionales o proveedores o consultores involucrados en el mismo.

Las habilidades necesarias para llevar adelante el proyecto y su instalación son considerables, desde arquitectos de sistemas con un conocimiento detallado de entornos de la aplicación, especialistas en integración de sistemas que pueden facilitar la implementación del hardware específico, y los analistas de datos.

El reemplazo de tareas manuales, una situación terrorífica.

Los tecnófilos debemos ser conscientes que el uso de la tecnología debe ser consciente y responsable. La realidad actual hace que no se encuentra posible o viable la posibilidad de una reconversión laboral de las personas marginadas o desplazadas por la tecnología. La marginación, la exclusión laboral, sin desconsiderar los daños psicológicos para la persona en función de la cultura imperante, genera una pobreza y exclusión generacional. Las soluciones de IoT deben complementar o dignificar al trabajador y tender a cuidar el medio ambiente. Es verdad que la automatización de la adquisición de datos disminuye el error en la toma de los mismos por medio de operarios. Sin embargo hay una gran cantidad de aplicaciones, no existentes en el pasado por cuestiones económicas o tecnológicas que pueden generar nuevos puestos de trabajo. Es muy importante comprender como funcionan las tendencias, y de ser seres humanos sensibles de la realidad de los demás. De no analizar o percibir los cambios posibles podemos generar un movimiento tecnológico que deje fuera de las posibilidades de subsistencia a mucha gente y fomentar a su vez la concentración de poder no comunitario.

Es muy interesante en este sentido  avanzar sobre el siguiente punto: “la predicción” y el soporte en el lugar para el operario o supervisor.

El mantenimiento predictivo.

Pensemos en el mantenimiento predictivo.  Las máquinas salen de servicio y cuando fallan no solo impactan en el trabajo en el que están trabajando, sino que también influyen en los trabajos antes y después en la línea de producción o secuencia de proceso o medio de transporte. Teniendo en cuenta el mantenimiento predictivo, puede tomarse información del funcionamiento de las máquinas y otros equipamientos para prever su posible falla a futuro. También es posible realizar el seguimiento de la llegada o existencia de materia prima para poner en la situación adecuada la línea de producción y la maquinaria.

IoT utilizada como un sistema predictivo.

Las ventajas de utilizar sistemas predictivos en maquinarias y/o sistemas es un gran aporte a la durabilidad de los sistemas y su eficientización. Hoy día está instaurado el: “no funciona o es obsoleto, entonces reemplácese”. Muchas de estas decisiones o determinaciones son consecuencia de la falta de criterios y tareas preventivas y mantenimiento de las mismas. La utilización de IoT para uso preventivo puede aumentar el tiempo de vida útil de una maquinaria. La estandarización de sistemas de prevención con tecnología de monitoreo con su coordinación con tareas de mantenimiento y prevención pueden cambiar el concepto de diseño de las máquinas herramientas, en vista a tener una mayor vida útil y diseños flexibles que puedan afrontar los cambios en las innovaciones de los productos. Sin embargo deben continuarse con las acciones de supervisión humana que puedan detectar el mal funcionamiento o ajustes del sistema de control.

Optimización y eficiencia.

En el transporte sería de gran utilidad contar con sistemas estandarizados que controlen el estado de las unidades de transporte. Este estado podría estar vinculado a la toma, análisis y predicción de los parámetros de los sistemas y mecanismos de la unidad. A su vez un código QR en la unidad puede contener toda la información correspondiente a parámetros, máximos y otros procedimientos requeridos para procesar la información o determinar un mantenimiento.

Medición de demanda.

Las empresas de provisiones o servicios buscan contar con sistemas que les comuniquen el faltante o existencia de stock en un lugar, el sobrante de residuos, etc… esta optimización puede producir una mayor carga sobre las acciones de ventas sobre los clientes. No olvidemos los métodos de facilitación de solicitudes de servicio como ser las largas llamadas ofreciendo y demandando el consumo a los clientes. Esta aplicación es muy delicada, y puede ser utilizada en los casos que siempre deberían requerir la confirmación del cliente y que este pueda determinar también, por algún método, la frecuencia de las solicitudes de confirmación. La necesidad o sobrantes de insumos no implica para determinadas aplicaciones que deba solicitarse la reposición o retiro. El requerimiento puede estar asociado a cuestiones externas a una medición puntual, es más estar relacionada con procesos fisiológicos, sociales, etc.

¿La telemedición de procedimientos o procesos realizados por especialistas en campo puede convertir al profesional en un autómata auto-exigible?

Como es sabido, en muchos países se busca o ya se encuentra asumida la precarización laboral. Es común también el no cumplimiento de las jornadas máximas de trabajo. En ese entorno, la utilización de IoT para control de operatorias, si bien puede ser una seguridad para la atención de personas en el área de salud, se corre el riesgo de poderse sobre exigir al profesional en función de la existencia de un sistema de control. Por ejemplo si el profesional tiene que hacer las funciones A, B y C en un caso en otra las A, C y B, etc… y el sistema se encarga de verificar la eficiencia y la realización correcta de las acciones, se corre el riesgo de hacer trabajar en situaciones de fatiga a la persona que realiza las tareas, por exceso horario o de esfuerzos. Esto no quita que un uso responsable puede ser beneficioso para los clientes, funcionarios y supervisores de calidad del servicio.