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El silo inalámbrico

03 diciembre 2020Lectura de 8 min

Antonis Tzounis, MSc Gerente de operaciones de campo Centaur Analytics, Inc. a.tzounis@centaur.ag

Las soluciones inteligentes son de suma importancia para que cualquier economía impulse su crecimiento. La agricultura es un sector muy tradicional, fuertemente correlacionado con la producción de alimentos. Por tanto, tiene varios aspectos importantes más allá del crecimiento económico. Las nuevas tecnologías en el sector agrícola ofrecen las formas de mejorar y optimizar las prácticas tradicionales y hacer frente a los desafíos introducidos por el aumento de la población, el cambio climático y la demanda de alimentos de mayor calidad en todo el mundo. Esto crea la urgente necesidad de que los investigadores y las empresas desarrollen soluciones que maduren rápidamente para llegar a los agricultores y hagan que la producción de alimentos sea rentable y sostenible.

Mejorar la productividad, optimizar las metodologías agrícolas, reducir la huella ambiental y los costos, educar a los agricultores son temas bastante populares. Un aspecto de los procedimientos de suministro de alimentos que no ha estado tan enfocado es la oferta de más alimentos al perder menos alimentos durante el almacenamiento. Se estima que el 30% de los alimentos se pierde o desperdicia a lo largo de la cadena de suministro según la FAO. Se identifican pérdidas similares en cereales, semillas oleaginosas y legumbres.

Un buen número de plantas de almacenamiento, especialmente los silos, están abandonadas por considerarse demasiado antiguas o poco fiables. Sin embargo, estos silos suelen estar ubicados muy cerca de los campos de cosecha. Esto significa que los productos se pueden almacenar inmediatamente después de la cosecha con un mínimo de gastos de transporte.

SOLUCIONES TECNOLÓGICAS

Las tecnologías de IoT inalámbricas pueden hacer que los silos viejos sean utilizables y confiables nuevamente a una pequeña fracción del costo de renovarlos o, peor aún, reconstruirlos. Al mismo tiempo, ser inalámbrico y altamente escalable puede cubrir fácilmente grandes plantas industriales también.

Imagen 1. Arquitectura de silo(s) inalámbricos: una combinación de discoduro, detección y análisis en la nube disponible para una gestión óptima del grano y la trazabilidad de los alimentos.

Las ventajas de las soluciones de IoT inalámbricas incluyen: a. Coste de cableado cero: Instalaciones más flexibles, más rápidas y más económicas. b. Distribuido: Muchas plantas remotas se pueden monitorear con visitas humanas mínimas, lo que resulta en una mayor eficiencia de monitoreo y menos gastos de viaje y uso de combustibles.

c. Escalabilidad: Apta para todas las plantas grandes y pequeñas, esta tecnología también atrae a los pequeños productores que desean desarrollar sus propios silos a un costo razonable.

d. Operación descentralizada: Todos los datos residen en la nube, lo que los hace accesibles desde cualquier lugar y en cualquier momento.

Otra ventaja de adoptar tecnologías de IoT en general, es la interoperabilidad organizacional. Los datos inmutables se pueden compartir de forma segura con otras entidades, lo que permite a los productores brindar transparencia, aumentar la confianza y ofrecer garantía de calidad para sus productos. Esto les permite competir con entidades más grandes o participar en esquemas agregados o cooperativos.

Los productos de IoT inalámbricos maduros ofrecen soluciones para actualizar un silo existente a un moderno ‘’silo inalámbrico inteligente.’’ Las aplicaciones de soluciones inalámbricas incluyen control de calidad y tratamiento de plagas, control y gestión de inventario, automatizaciones y acondicionamiento de productos y alarmas de seguridad.

Calidad de Grano y Manejo de Plagas

Los sensores inalámbricos pueden transmitir métricas como CO2, O2, temperatura y humedad desde el interior del producto, en tiempo real. Esas métricas, así como las combinaciones de patrones de las mismas, son conocidas por su relación con la calidad del grano almacenado, la presencia de poblaciones de plagas y la microflora de desarrollo que eventualmente conduce a moho y toxinas, puntos calientes e incluso autocombustión.

La actividad del agua es una métrica más valiosa, que se puede medir directamente, y es de especial importancia cuando se trata del templado del trigo y la producción de harina. Los sensores de gas que funcionan como narices digitales dentro del producto, pueden identificar y transmitir datos en las primeras etapas de condiciones potencialmente dañinas, lo que puede ser una herramienta muy poderosa para los productores y administradores de granos.

Imagen 2. Un técnico coloca sensores inalámbricos en un silo de acero para monitorear la calidad del grano almacenado y las aplicaciones de manejo de plagas.

Además de la calidad, se utilizan prácticas de eliminación de plagas, como tratamientos térmicos y de atmósfera controlada, así como fumigaciones con gases químicos certificados, para prolongar el tiempo de almacenamiento y proteger los granos contra el deterioro. Tener sensores inalámbricos herméticos en el interior de productos químicos corrosivos o de alta temperatura plantea varios desafíos de ingeniería. Afortunadamente, las soluciones comerciales actuales las han abordado con éxito.

SEGUIMIENTO DE INVENTARIO

Controlar la cantidad de granos almacenados y cualquier otro producto que se guarda en un silo es una herramienta poderosa. Sin ningún tipo de seguimiento adicional, el usuario puede decidir desde qué ubicaciones recoger las cantidades para cumplir con un pedido con el mínimo esfuerzo y con las distancias más pequeñas para recorrer.

El monitoreo remoto del inventario también es valioso para vigilar los silos contratados. Como los sensores pueden capturar cualquier movimiento de grano, no importa cuán pequeño o lento sea, los compradores pueden estar seguros de que el producto que recibirán será el mismo que el acordado e inicialmente almacenado en el silo.

Los factores de gestión que afectan la condición del grano poscosecha, las pérdidas y la toma de decisiones no son una tarea trivial. A pesar de su importancia, sigue siendo un dominio que no se ha investigado en profundidad. Sin embargo, el acceso a varias fuentes de datos es un buen comienzo.

Imagen 3. Vista general de silos dispersos en varias ubicaciones (A: vista del mapa y C: vista de la lista). B: Vista detallada de la cantidad de un silo (en toneladas o bushels) y el estado de la calidad con predicciones hasta seis meses antes.

Los administradores de granos obtienen información valiosa a través de un amplio conjunto de mediciones. Las combinaciones métricas de calidad con el monitoreo de inventario hace que el trabajo de un administrador de granos, un molinero o un productor sea mucho más eficiente.

Saber exactamente cuánto grano tiene, en qué silo y en qué condición ayuda a tomar las decisiones óptimas sobre qué silos priorizar para el envío o consumo, y cuándo vender, al momento de negociar los precios del grano.

CONTROL Y SEGURIDAD AUTOMATIZADOS

La automatización es un componente muy importante para cualquier solución de IoT. Es la parte del sistema que realiza la comunicación de máquina a máquina, lo que permite que los dispositivos se comuniquen, reciban los datos de los sensores y consuman esta información para realizar varias tareas.

Los actuadores interconectados pueden encender y apagar la maquinaria de acondicionamiento de granos y / o regular la velocidad de los ventiladores. Los algoritmos de control de circuito cerrado que residen en la infraestructura de la nube o en las computadoras de borde pueden tomar múltiples fuentes de datos como entradas y realizar cálculos complejos para lograr el objetivo establecido por el usuario mientras optimizan el consumo de energía. Estos enfoques suelen lograr una reducción de energía de más del 30%.

En las plantas donde se aplican prácticas de control de plagas, se pueden crear una serie de condiciones potencialmente peligrosas. Por lo tanto, los sistemas de monitoreo de cercas interconectados, así como las alarmas, pueden literalmente salvar vidas humanas.

Estos sistemas se encuentran normalmente en el perímetro de los silos fumigados y consisten en sensores de calidad del aire y alarmas visuales y sonoras.

EL FUTURO DE LA CADENA DE SUMINISTRO

La agroalimentación es un sector directamente relacionado con la salud y el bienestar humano. Por lo tanto, para mantener la confianza y la fiabilidad a lo largo de la cadena de suministro, en un mercado globalizado es esencial registrar los datos a lo largo de todo el ciclo de vida de un producto, desde la granja hasta el tenedor del consumidor.

La trazabilidad es importante por muchas razones, de las cuales, la optimización de los procesos para intensificar la producción de alimentos y la confianza son probablemente las más importantes.

Imagen 3. El plan de aireación optimizado, basado en el tipo, la condición y la cantidad de grano almacenado dentro del silo y el sensor de inventario / controlador PLC para una aireación óptima y completamente automatizada.

En todos los casos en los que se recopilan y almacenan datos, surgen múltiples desafíos. Estos incluyen la propiedad de los datos, los mecanismos de acceso y uso compartido, la inmutabilidad y la confiabilidad, por nombrar algunos.

Participar en este juego requiere que los agricultores y sus plantas; se pongan al día con los avances tecnológicos en curso, como los métodos de detección, las plataformas en la nube, las transacciones electrónicas. Afortunadamente, un buen número de soluciones desarrolladas durante la última década son los habilitadores clave para hacer que esta transición de un silo tradicional a un silo inalámbrico del siglo XXI sea factible con un costo razonable. Centaur.ag es una valiosa fuente de tecnologías avanzadas para productos almacenados.

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