9 octubre, 2018

Granjas 4.0. El internet de las cosas en la transformación del sector agrícola

Las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TIC) están rápidamente cambiando la forma como interactuamos con el mundo. Pasamos de un Internet de las personas a un Internet que comunica cosas (objetos).

Las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TIC) están rápidamente cambiando la forma como interactuamos con el mundo. Pasamos de un Internet de las personas a un Internet que comunica cosas (objetos). Hoy en día, las empresas desarrollan productos y servicios para el mercado que pueden haber sido inimaginables hace una década: cámaras conectadas a Internet que permiten al usuario postear imágenes en línea con un simple click; automatización de casas (domotización) con sistemas que apagan las luces del hogar cuando se sale del mismo o que gradúan la temperatura según el número de ocupantes presentes, luminosidad, ruido y hora del día; y hasta tecno accesorios (wearables) que se utilizan para monitorear vacas para aumentar la productividad, el comportamiento y fertilidad de las mismas. Todos estos son ejemplos del Internet de las Cosas -Internet of Things (IoT)-, un ambiente interconectado donde todo tipo de objetos tiene una presencia digital y tienen la capacidad de comunicarse entre ellos mismos y sus usuarios. En otras palabras, un ecosistema que permite no solamente la interacción de dispositivos conectados, sino también la recolección, procesamiento y transmisión de datos.

El sector agrícola no es ajeno a esta explosión de objetos conectados a Internet, ubicando al IoT más allá de una simple tecnología, y más cerca de un concepto que redefine la forma como interactuamos con el mundo físico y digital para optimizar los procesos productivos de diferentes sectores. Dentro de los ejemplos de IoT en la agricultura, podemos observar las aplicaciones que incluyen el seguimiento de vehículos agrícolas, monitoreo de ganado, monitoreo de almacenamiento de material, entre otras operaciones agrícolas. Así, los sensores se pueden implementar en la granja: en el suelo, en el agua, en vehículos, etc., para recopilar datos. Los datos recopilados se almacenan en el sistema o servidor en la nube y el agricultor puede acceder a ellos a través de Internet por medio de sus teléfonos móviles.

Sin embargo, y para entender los beneficios que promueve el IoT en la transformación de “granjas 4.0”, debe primero precisarse, puntualmente, qué es IoT. Si bien no existe una definición universalmente aceptada, podría decirse que cualquiera sea la definición que se adopte sobre IoT existen, por lo menos, 5 características que delinean el mismo concepto: i) Interconectividad: lo que sugiere que cualquier cosa u objeto puede estar interconectado con una infraestructura de información y de comunicación global. ii) Cosas relacionadas con servicios: IoT es capaz de proveer cosas relacionados con servicios dentro de las mismas limitaciones de las cosas (e.g. protección de la privacidad y de los datos personales); iii) Heterogeneidad: Los dispositivos en IoT son heterogéneos dado que operan en diferentes plataformas y redes, pudiendo interactuar con otros dispositivos o plataformas a través de diferentes redes; iv) Cambios dinámicos: El estado de dispositivos cambia dinámicamente (e.g., durmiendo y caminando, conectado o desconectado así como el contexto de dispositivos incluyendo ubicación y velocidad). Asimismo, los mismos dispositivos cambian rápidamente; y v) Enorme escala: El número de dispositivos que necesitan ser gestionados y que se comunican uno con otro serán, al menos en orden de magnitud, mayor que los dispositivos conectados a Internet.

Entonces, IoT es un concepto que considera dominante la presencia en el ambiente de una variedad de cosas u objetos que a través de conexiones alámbricas e inalámbricas y de esquemas únicos de enrutamiento, pueden interactuar uno con otro y cooperar con otras cosas u objetos para crear nuevas aplicaciones y servicios y, así, alcanzar objetivos comunes. En este contexto, los retos de investigación y desarrollo para crear un mundo inteligente son enormes. Un escenario en donde dos mundos convergen para crear ambientes inteligentes que proveen energía, transporte, construyen ciudades y afectan un sin número de sectores como el de la agricultura. El objetivo de la IoT, por lo tanto, es permitir a las cosas u objetos conectarse en cualquier momento, en cualquier lugar, con cualquier cosa y con cualquier persona, idealmente utilizando una red y un servicio. Así, el IoT es una nueva revolución de Internet. Los objetos se hacen reconocibles y obtienen inteligencia al permitir contextos relacionados con decisiones gracias a que pueden comunicar información, y pueden acceder a información que ha sido agregada por otros objetos.

En tal sentido, el IoT posibilita una transformación de las infraestructuras productivas que generan ecosistemas de granjas conectadas (Granjas 4.0), nuevos equipos de producción, tractores y máquinas conectadas. Situación que permitirá tanto un aumento en la productividad y calidad, así como alternativas para la protección del medio ambiente.

Habiendo entendido que connota el concepto de IoT, hablemos un poco de las oportunidades y de los retos que deben experimentar los agricultores por el uso del loT.

I) Respecto de los beneficios: La transformación digital del sector agrícola radica en la conectividad, en la posibilidad de aumentar la productividad a través de la habilidad de recolectar, utilizar e intercambiar información remotamente. Por lo que el despliegue de IoT en la agricultura crea un escenario más complejo de interacción entre diferentes jugadores, con actores potencialmente nuevos en la cadena de valor (como aquellos que proveen conectividad) y nuevos roles de servicio y de proveedores de contenidos y aplicaciones; y así, se amplía el modelo de negocio y el ecosistema de competencia para la agricultura, dado que sus servicios y productos se conectan cada día más. Por lo que para mantenerse competitivos, hoy en día, los agricultores necesitan ofrecer servicios más completos enmarcados en la “Gestión de Granja”, en vez de dedicarse solamente a las actividades tradicionales de venta de productos agrícolas.

Dentro de los beneficios se pueden identificar dos grandes tipos: (a) aquellos que permiten a los agricultores optimizar el uso de insumos en el desarrollo de su actividad y; (b) aquellos que permiten a los agricultores reducir los costos de producción. Dentro de estos dos grupos de beneficios, el uso del IoT permite a los agricultores: ahorrar costos al usar efectivamente los insumos que utilizan para su labor; mejorar el monitoreo de los cultivos y evitar la pérdida de cultivos por enfermedades o clima adverso; ayudar en la optimización del uso del agua; y mejorar en la planificación de las actividades agrícolas.

Para ejemplificar lo anterior, podemos delinear tres potenciales oportunidades que una “Gestión de Granja” basada en IoT, generan al conectar maquinarias con granjas:

i) Transparencia en la producción: Una primera gama de oportunidad consiste en el uso del IoT para recopilar y publicar información sobre los procesos de producción que posibilita la granja. Este servicio abarca desde el uso de herramientas digitales para facilitar y automatizar las declaraciones legales y de impuestos, hasta una mayor trazabilidad de los alimentos a través de la publicación de información detallada sobre los productos, su calidad y orígenes. Este tipo de servicio es relativamente fácil de desplegar y de avanzar en su adopción, ya que solo requiere una integración limitada con el ecosistema de producción que despliega la granja.

ii) Mantenimiento preventivo: Otra clase de oportunidad se posibilita al conectar datos que generan las herramientas o maquinarias agrícolas con los productores de los productos agrícolas. Al respecto, un uso clave de equipos agrícolas corresponde al mantenimiento predictivo . La implementación de este tipo de mantenimiento permitiría que una maquinaría agrícola dejara de funcionar al detectar fallas inesperadas en su funcionamiento o, incluso, permitiría monitorear el estado de la maquinaria en tiempo real, permitiendo que el sistema de mantenimiento predictivo proporcione sugerencias de mantenimiento.
Así, la implementación de sensores y la conectividad permiten a los agricultores rastrear el uso del producto agrícola. Pueden detectar de forma temprana una pérdida de rendimiento y ofrecer operaciones de mantenimiento preventivo. Además, los datos recopilados ayudan a los agricultores a comprender mejor las necesidades y usos para mejorar su línea de productos.

iii) Conocimiento compartido para una agricultura optimizada: Existe una tercera clase de oportunidad, la cual consiste en el uso de los datos recopilados por la granja para mejorar directamente las prácticas de producción, los cultivos y las herramientas agrícolas. Esta oportunidad permitiría importantes aumentos de productividad y optimizaciones en el uso de fertilizantes, herbicidas y combustible. Según primeras estimaciones de Nesta, se estima un aumento del 20% en los ingresos al tiempo que reduce el consumo de herbicidas y de combustible en un 10% a 20%. Por lo que con Granjas 4.0, se genera la oportunidad de ejecutar sus funciones en niveles completamente nuevos de automatización, sostenibilidad y productividad, al tiempo que mantienen el control total sobre la misma. No obstante, debe decirse que estos casos de uso tardarán en implementarse, ya que requieren de una extensa recolección de datos e intercambios a nivel del ecosistema.

II) Respecto de los retos: De entrada, vale la pena preguntarse, ¿Es IoT diferente de los retos tecnológicos que la sociedad ya ha experimentado, o al menos es lo suficientemente diferente como para merecer una atención específica o respuestas políticas diferentes? Al respecto, se puede concluir que IoT es efectivamente diferente, en atención a los siguientes aspectos:

a. Desde una perspectiva de alcance:
IoT está conectando un amplio rango de sistemas y dispositivos, permitiendo una gran integración de industrias, sectores y actividades que previamente actuaban en silos. Esto requiere nuevas formas de escenarios de colaboración transversales, transferencia de conocimiento y armonización. IoT predice cambios importantes y revolucionaros. Así, IoT ofrece el potencial para que cualquier industria, el gobierno y las personas extraigan beneficios en términos de aumento de eficiencia, seguridad y conveniencia que eran prácticamente imposible antes del IoT. Al mismo tiempo, desde una perspectiva del alcance del IoT, estas industrias y agencias de gobierno – sociedad, como un todo-, necesitan entender y afrontar ciertos asuntos que son inherentes a la conectividad, tales como: acceso, ciberseguridad, flujo de datos y tratamiento de los mismos, educación y habilidades digitales, impacto en el mercado laboral, diferencias culturales y sociopolíticas, derechos de propiedad intelectual y protección de datos personales.

b. Desde una perspectiva de escala:
El número de dispositivos conectados a Internet está aumentando rápidamente. En el 2011, el número de dispositivos conectados a Internet superó el número de humanos en el plantea, y para el 2020 Cisco estima que el número de dispositivos conectados en los Estados Unidos estará entre 2.3. billones a 4.1. billones, mientras que para el mismo periodo de tiempo el número global de dispositivos conectados aumentará de 16 billones a 26 billones. McKinsey Global Institute ha proyectado que para el 2025, el impacto global de tales dispositivos en la economía global será entre USD$4 trillones y USD$11 trillones.

Se espera que este crecimiento en la conectividad genere grandes beneficios económicos, por lo que IoT remodelará significativamente las estructuras de las industrias, desvaneciendo cada vez más las fronteras entre productos y servicios, así como las fronteras entre los sectores industriales. Esto puede materializarse a través de, por ejemplo, nuevos servicios o aplicaciones innovadores de IoT; productos mejorados gracias a la incorporación de nuevos servicios o aplicaciones provenientes de conectividad; mayor eficiencia en los procesos productivos; consumo reducido de recursos y energía; una mejor comprensión de las necesidades de los clientes; mayor flexibilidad y posibilidad de compartir información.

También se espera que los beneficios económicos se deriven de una serie de soluciones que abordan los desafíos sociales, como se puede ver en los siguientes ejemplos: Las farolas inteligentes de ahorro de energía de Barcelona: los sensores se instalan en las farolas, lo que permite el control automático del brillo mediante el análisis de los niveles de ruido, la contaminación del aire y la densidad de población. Generando un resultado de al menos 30% de ahorro de energía por año; sistema de transporte inteligente del Reino Unido que reduce la congestión del tráfico: el Reino Unido construyó un sistema de transporte receptivo en la autopista M42 y redujo el tiempo de viaje en un 25% y los accidentes de tráfico en un 50%; en los Países Bajos, las soluciones basadas en IoT que respaldan el monitoreo de la salud y la vida independiente en el hogar para personas con afecciones crónicas múltiples, han demostrado un aumento de la eficiencia de los esfuerzos de atención de más del 20%.

Este entorno que cambia rápidamente tendrá amplias implicaciones. La gran magnitud de los dispositivos del IoT conectados impondrá desafíos significativos para la infraestructura actual, incluida la estabilidad, la capacidad, la flexibilidad, la coherencia normativa y la cooperación internacional.

c. Desde una perspectiva de los desafíos:
Si bien muchos expertos consideran que IoT es una evolución más que una revolución en las TIC, el aumento en el alcance y la escala produce un cambio cualitativo en lo que está en juego respecto a la conectividad. Una interrupción importante de Internet o un ciberataque nunca habría tenido consecuencias tan considerables como las que tienen hoy en día, pues IoT aumenta significativamente las apuestas, ya que estos eventos ahora pueden afectar la fiabilidad de la cadena de suministro aumentando la posibilidad real de daño físico. Esto representa un cambio en los efectos físicos potenciales de incidentes que, en el pasado, solían aislarse en entornos de sistemas de control industrial. Del mismo modo, es cada vez más importante garantizar que las políticas actuales y futuras fomenten un entorno innovador y adaptable para aprovechar todo el potencial de la tecnología. Así, debe reconocerse que la importancia de una política bien diseñada para abordar las posibles barreras a la adopción, la innovación y la confianza solo aumentará a medida que más dispositivos ganen conectividad.

Ahora bien, y entendiendo la atención específica que merece el concepto de IoT, observamos que dentro de sus principales retos se encuentran los siguientes: (a) En muchos sectores industriales, las transformaciones digitales están llevando a cambios radicales en los roles y beneficiarios de las empresas a lo largo de la cadena de valor y en la creación de nuevos mercados. Monopolizar o cercar las nuevas áreas de IoT puede ser un obstáculo para el desarrollo de estos mercados y para el desarrollo de plataformas digitales abiertas; (b) Por el momento, muchas empresas siguen siendo prudentes en lo que respecta a la implementación del IoT, ya que puede implicar cambios estructurales radicales y un cambio radical en la creación de valor. Esto podría explicar por qué los grandes jugadores establecidos a menudo les resulta difícil adaptarse a los nuevos modelos de negocio y participar en nuevos tipos de alianzas. En ese sentido, se considera que los jugadores ágiles como las PYME, especialmente los empresarios y las start-ups, tienen el potencial de aprovechar las nuevas oportunidades surgidas del IoT; (c) Existe una falta de estándares comunes y soluciones interoperables a lo largo de los ciclos de vida de los productos y servicios. La interoperabilidad será esencial para el despliegue del IoT, y para garantizar el flujo continuo de datos entre sectores y cadenas de valor.

En suma, y si bien las perspectivas de integrar las tecnologías, las prácticas y la mentalidad de la cuarta revolución industrial en el ámbito agrícola son buenas, debe tenerse en cuenta que la adopción llevará tiempo. El sector enfrenta importantes desafíos, desde la estandarización de las tecnologías hasta la capacidad de invertir para modernizar los equipos y las infraestructuras de apoyo. Por lo que el gran desafío de las Granjas 4.0 consiste en la necesidad de contar con estándares de intercambio de datos y comunicación que vinculen los diferentes sistemas en un sistema unificado que cubra todos los aspectos de la explotación agrícola. Obviamente, lo anterior de la mano de las políticas públicas y la regulación del gobierno las cuales, bajo un sistema de colaboración público-privado, se enmarquen en un entorno proactivo y colaborativo para afrontar tales beneficios y retos.

* Consejos para pensar en una granja 4.0:
Las actividades de producción de la granja deben enmarcarse en la posibilidad de vender servicios y no solo productos, para ello, piense en agregar valor a través de la recolección de datos. Los datos de los procesos productivos agrícolas son los que permitirán aumentar la productividad, sostenibilidad y competitividad de su actividad agrícola Piense que las máquinas de una granja 4.0 deben poder: i) enviar y recibir información a través de sensores y hardware de comunicación apropiados; ii) facilitar las operaciones automatizadas; y iii) permitir la utilización óptima de la maquinaria.

Finalmente, recuerde que para los clientes finales, la principal ventaja de una granja 4.0 radica en la posibilidad de percibir beneficios de información y conocimiento la cual se obtiene, (independientemente de la marca) de sensores, máquinas y otras fuentes. Se pueden proporcionar beneficios específicos mediante la utilización de portales de datos, por ejemplo:

A) el diseño integrado de las soluciones de procesamiento de datos de la granja significa que los datos (por ejemplo, datos maestros) deben ser ingresados y mantenidos, B) la recopilación de datos se puede automatizar sin que el cliente final tenga que insertar los datos manualmente; C) la calidad de la toma de decisiones se mejora con datos consistentes; y D) hay una reducción de la complejidad (y los costos) del soporte para el procesamiento interno de datos.

Por: Carlos Castellanos Rubio

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