Caso de éxito de IoT: Agricultura inteligente en Viñedos 2.0

Por: Héctor Garduño Real

Máster en Dirección e Ingeniería de Sitios Web Desarrollo de la Internet de las Cosas

20 de mayo de 2015 Página 1 de 6

Caso de éxito de IoT: Agricultura inteligente, Viñe-

dos 2.0

INTRODUCCIÓN

Libelium es una empresa Española que se ha posicionado como líder en el sector del Internet de las

Cosas (IoT por sus siglas en inglés), ha trabajado en desarrollar toda una infraestructura de dispositi-

vos, sensores, aplicaciones y routers multiprotocolos, para así crear mallas de nodos que trabajen

independientemente monitoreando el entorno y enviando la información, que en caso de emergencia

se codifica como alarma y se envía al nodo más cercano para alertar lo más rápido posible a un centro

de alarmas. La empresa Libelium ha incursionado en el sector horizontal y transversal del IoT, es

decir, en la fabricación de hardware y de aplicaciones específicas para su hardware, y con ello ha

logrado ser pionero en diversos sectores del mercado con aplicaciones en domótica, salud, seguridad,

medio ambiente y muchos sectores más, de hecho en su sitio web puede encontrarse una larga lista

de proyectos donde se ha usado Libelium.

Uno de esos sectores en los que ha trabajado Libelium es en la agricultura, para el monitoreo de

cultivos diversos, entre ellos de los viñedos, así que desde el año 2010 ha trabajado en crear una

agricultura inteligente a través de viñedos 2.0 en España, los cuales están siendo permanentemente

monitoreados junto con las bodegas que almacenan los vinos y durante su transporte, definitivamente

toda una infraestructura enfocada a obtener vinos de calidad excepcional año con año.

1. Los viñedos 2.0

El periódico Heraldo de Aragón (Navarro, 2010) presentó un reportaje en donde se presentan la so-

lución para hacer que todos los años se produzcan caldos de una excelente calidad, esta solución de

la empresa Libelium consistía en crear viñedos inteligentes usando una red de sensores que ayuden a

prevenir sucesos imprevistos que puedan afectar al vino durante todo su proceso de producción y

comercialización, ello monitoreando todo desde una estación central la cual también está equipada

con sistema de alarmas. El proyecto de Libelium abarca tres objetivos de monitorización que son

descritos a continuación.

a) Viñedos

Se instalan sensores en todo el viñedo que permanecen dormidos hasta que necesitan enviar

datos al equipo central, momento en el que despiertan, envían los datos y vuelven a dormir.

Los factores más comunes a monitorear es la cantidad de sol, humedad y temperatura (tanto

en el ambiente como en la suelo), con ello se puede saber qué zonas requieren más sol para

una mejor maduración de la uva, o que zonas son más proclives a daños por plagas o sequía.

Existen incluso sensores (dendómetro) que se colocan en las plantas y ayudan a controlar su

crecimiento en tallo, hojas y frutos, así como saber si absorbe el agua tras el riego.

b) Bodegas

De la misma forma que en los viñedos, también se instalan sensores que monitorizan la hu-

medad, la temperatura y los gases para lograr de forma equilibrada una fermentación óptima




del vino, ya que debe existir una humedad relativa de 80%, temperatura promedio de 27°, y

una conservación de gases en los contenedores para evitar la oxidación del vino.

c) Transporte

A las botellas se les adhieren etiquetas inteligentes pasivas (no requieren energía eléc-

trica) que almacenan información sobre las condiciones del producto, para ello se emplea

un dispositivo sensorial que en tiempo real puede leer la información de la etiqueta y

saber así aspectos como el número de botellas, su procedencia y condiciones antes y

durante el envío, ya que puede guardarse en la etiqueta cuál ha sido su humedad, tempe-

ratura, luz, golpes recibidos durante el transporte, e incluso conocer su ubicación usando

un GPS.

2. El caso de Rias Baixas

Aunque en diversas partes de España, e incluso en otras partes del mundo han comenzado a crear

viñedos inteligentes, tanto con la tecnología de Libelium como con algunas otras, uno de los casos

que se pueden recuperar es el de la región Española de Rias Baixas donde Libelium introdujo su

tecnología en el proyecto “Smart Viticulture” (Libelium, 2014). Fue la consultora Idom la encargada

a llevar a cabo la implementación del proyecto en el 2012, quienes eligieron productos de Libelium

por su flexibilidad, variedad de productos, posibilidad de configuración ad-hoc, robustez ante condi-

ciones climatológicas de la zona y facilidad de instalación.

2.1. Características del proyecto

El proyecto incluyó 3 Meshlium Xtreme que actúan como puertas de en-

lace para comunicar una docena de Waspmote equipados con sensores de

temperatura, humedad ambiental, humedad del suelo y humedad de la

hoja, todos ellos integran un GPS para indicar la ubicación y hora. Los

datos recabados por los Waspmote son enviados a los Meshlium quien

luego los transmitirlos a través de una red 3G hasta la central de monitoreo

en línea.

El proyecto incluye una aplicación para el usuario final con la cual

se puede controlar el sistema a través de Internet, así como visualizar pre-

dicciones estadísticas y correlacionar condiciones climáticas con apari-

ción de enfermedades del viñedo.

Ilustración 1. Meshlium

Xtreme de Libelium

Ilustración 2. Waspmote de

Libelium

Ilustración 3. Esquema del proyecto

(Libelium, 2014)

Ilustración 4. Sensores del Waspmote

(Libelium, 2014)




2.2. Beneficios del proyecto

Con este proyecto se mide la precipitación de la hoja, presión atmosférica, temperatura del suelo y

humedad, y con ello crear estadísticas que ayuden a conocer sobre la evolución de patógenos y plagas

del viñedo, además de poder supervisar la producción vitivinícola.

Desde su puesta en marcha, de los cerca de 1000 viticultores más de 400 se convirtieron en

usuarios habituales durante el primer, lo que aparte de ayudarles a tener una mejor producción de

vino con un aumento del 15%, les atrajo beneficios en otros aspectos tal como la disminución de uso

de fertilizantes y fungicidas en más del 20% lo que hace que los viñedos sean más respetuosos con el

medio ambiente y lo cual pueden usar los productores a su favor en forma de publicidad.

Así pues, los beneficios del proyecto se traducen a una mayor y mejor producción, reducción

de costos, mejora en la gestión de bodegas y atención a cooperativas agrícolas.

3. El caso de Galicia

De forma similar al caso anterior, la empresa Grupo Austen, se ha encargado de implementar en

viñedos de Galicia un proyecto (Bielsa, 2012) usando Waspmote y un sistema desarrollado por ellos

llamado “Siega System” desde el cual se supervisan parámetros ambientales como temperatura del

ambiente, humedad, precipitación, humedad en las hojas, viento, etc., así como modelos estadísticos

para predecir la aparición de más de 3 tipos de plagas en horas/días próximos. La solución empleada

es similar a la empleada en el caso anterior y que se muestra en la ilustración 3.

Los Waspmotes usados en

este proyecto incluyen sensores

para monitorear la temperatura am-

biente, la humedad, la presión at-

mosférica, la cantidad de lluvia, la

cantidad de gases, la radiación ul-

travioleta y radiación solar, la tem-

peratura y humedad del suelo, así

como humedad de la hoja, algunos

de ellos alimentados por una batería

de litio recargada mediante un panel

solar, y además como se mencionó

en el caso de Rias Baixas, también

incluyen un GPS.

Usando una placa de senso-

res también se controlan los siste-

mas de riego de los viñedos y el aire acondicionado de las bodegas, mientras que el módulo RFID se

usa para crear trazas de la uva y así monitorizarla desde su plantación hasta su fabricación en bodega.

Para conectar todos los Waspmotes, el proyecto también incluye el router Meshlium Xtreme. Inicial-

mente el proyecto incluyó 10 Waspmotes y 1 Meshlium.

Ilustración 5. a) Sensores para Agricultura; b) Placa para panel de sen-

sores; c) Módulo RFID para Waspmote (Bielsa, 2012)




Sería repetitivo mencionar los beneficios, ya que independientemente de ser un proyecto di-

ferente, se busca obtener los mismos beneficios, sin embargo el caso de Galicia a pesar de ser más

pequeño pretende cubrir más aspectos tal como se mencionó en el tema “Viñedos 2.0”.

4. Redes de Sensores Inalámbricos con Waspmote y Meshlium

Libelium proporciona una guía técnica (Libelium, s.f.) en la cual describe aspectos relevantes de las

redes de sensores usando Meshlium, Waspmote y Waspmote Plug & Sense! A continuación se des-

criben los aspectos más relevantes de los productos usados para este tipo de proyectos.

Waspmote: Dispositivo dirigido a desarrolladores (dispone de un IDE y API), que trabaja

con los protocolos ZigBee, LoRa, Bluetooth, GPRS y a frecuencias de 2.4GHz, 868MHz y

900MHz, lo que hace que pueda alcanzar distancias de hasta 22km, además tiene un modo

de hibernación que se activa cuando no se transmite información, permitiéndole ahorrar ba-

tería. Se le pueden conectar más de 50 tipos de sensores.

Waspmote Plug & Sense!: Es un dispositivo que está dirigido a desarrolladores que no

deseen involucrarse con los componentes eléctricos sino que prefieran enfocarse al desarrollo

de aplicaciones y servicios, ya que se trata de un dispositivo con diseño escalable, listo para

usarse y bajo una cubierta resistente al agua con conectores externos para enchufar sensores,

el panel solar, antena y cable USB para programarlo.

Meshlium: Se trata de un router con sistema operativo Linux que interconecta los Waspmote

a través de WiFi (2.4GHz y 5GHz), 3G/GPRS, Bluetooth y XBee/LoRa, se le puede integrar

GPS y una batería conectada a un panel solar, todo ello de una cubierta resistente a las con-

diciones del aire libre. Cuenta también con una interfaz web para administrarlo y además

existe una nueva versión llamada Meshlium Xtreme que detecta dispositivos iOS y Android.

Ilustración 7. Siega System desde Pc y dispositivo móvil (Bielsa, 2012)

Ilustración 6. A la izquierda y centro Waspmotes y a la derecha Meshlium (Bielsa, 2012)




El Meshlium es capaz de conectarse a

una base de datos local en MySQL en la

cual puede guardar los datos de los senso-

res o a una base de datos remota. Así

mismo integra su propia base de datos

donde es capaz de almacenar la informa-

ción de los sensores para cuando no los

pueda transmitir al instante por falta de

conectividad.

Al comprar los componentes juntos

en forma de kit, ya vienen pre-configura-

dos para comenzar a funcionar, por lo que

si se les cambian valores hay que cambiarlos en ambos dispositivos.

Ilustración 8.Opciones de conexión del Meshlium

Ilustración 10. Izquierda BD local y derecha BD remota sincronizándose (Libelium, s.f.)

Ilustración 9. Interfaz web de Meshlium a la izquierda, a la derecha sección de sensores (Libelium, s.f.)




5. Conclusión

Considero que los productos de Libelium son una excelente opción para comenzar a trabajar con el

Internet de las Cosas, aunque no son dispositivos tan pequeños que puedan pasar desapercibidos, se

comprende por sus vastas características que los hacen idóneos para cualquier sector vertical. Así

pues, son de las pocas soluciones existentes en el mercado con el fin de abordar casos reales y de

forma rápida, en lugar de comenzar o construir todo desde cero, es decir, la placa y toda la interfaz

de comunicación, por lo que si una empresa desarrolladora de software pretende adentrarse en el IoT,

estos productos ayudarán a centrarse en programar las aplicaciones que analicen los datos y cubran

así las necesidades del cliente.

En el caso de los cultivos de uva, es una excelente solución, y se entiende su implementación

debido a la gran economía alrededor del vino a nivel mundial, el cual es uno de los más importantes

comercios, así que su inversión se ve bastante bien justificada.

Referencias Bibliográficas

Bielsa, A. (8 de Junio de 2012). Smart Agriculture project in Galicia to monitor vineyards with

Waspmote. Recuperado el 19 de Mayo de 2015, de Libelium:

http://www.libelium.com/es/smart_agriculture_vineyard_sensors_waspmote/

Libelium. (24 de Febrero de 2014). Sensors Mag – “Smart Viticulture Project in Spain Uses Sensor

Devices to Harvest Healthier, More Abundant Grapes for Coveted Albariño Wines”.

Recuperado el 19 de Mayo de 2015, de Libelium: http://www.libelium.com/sensors-mag-

smart-viticulture-project-in-spain-uses-sensor-devices-to-harvest-healthier-more-abundant-

grapes-for-coveted-albarino-wines/

Libelium. (s.f.). Wireless Sensor Networks with Waspmote and Meshlium. Obtenido de Libelium:

http://www.libelium.com/downloads/documentation/wsn-

waspmote_and_meshlium_eng.pdf

Navarro, D. (29 de Agosto de 2010). Viñedos 2.0. Heraldo de Aragón. Recuperado el 19 de Mayo

de 2015, de http://www.libelium.com/es/103283285459/