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Universidad Nacional de La Plata - Facultad de Informática

29 de Noviembre de 2021 | 8 ′ 9 ′′

De la mano de la UNLP, "Internet de las cosas" llega al Puerto La Plata

Investigadores de la Universidad Nacional de La Plata desarrollaron y pusieron en funcionamiento una red de sensores electrónicos que permitirá optimizar el sistema de balizamiento del Puerto La Plata. Basado en el concepto de Internet de las cosas, el conjunto de dispositivos ideado en los laboratorios de la Facultad de Informática mejorará las condiciones de operación para los buques comerciales en la zona crítica del canal de acceso al puerto.
De la mano de la UNLP, "Internet de las cosas" llega al Puerto La Plata

Se reduce significativamente la necesidad de viajes de inspección por parte del personal de mantenimiento

La iniciativa tiene por objetivo desplegar soluciones tecnológicas para dar respuesta a los nuevos requerimientos del comercio fluvial nacional e internacional. El desarrollo del proyecto y su posterior puesta en marcha fue posible a partir del trabajo conjunto entre el Laboratorio de Investigación en Nuevas Tecnologías Informáticas

-LINTI– y el Puerto La Plata.

El proyecto contempla la implementación de un sistema de comunicación, monitoreo y control de las balizas y equipos electrónicos que componen el sistema de balizamiento del Puerto La Plata.

Una compleja red de sensores, desplegada sobre cada una de las boyas que demarcan el canal de ingreso de embarcaciones comerciales, permitirá acceder en tiempo real a información estratégica y operativa en forma oportuna y veraz para la toma de decisiones, al tiempo que ofrece un registro fidedigno y permanente del funcionamiento integral del sistema.

Los sensores permitirán monitorear de manera remota el funcionamiento de los paneles solares y baterías instaladas en cada una de las balizas. De este modo, se reduce en forma significativa la necesidad de viajes de inspección por parte del personal de mantenimiento. Además, garantizarán una sincronización exacta en las señales de balizamiento, la integración con las mediciones realizadas por mareógrafos y correntómetros, el envío de comandos para programación de tareas, y la gestión de alarmas para dar aviso ante situaciones anómalas.

El licenciado Javier Diaz, director del proyecto, indicó a Argentina Investiga que “considerando los problemas operativos para entrega de mensajes en tiempo real de la red GPRS y su escasa señal en esa región de la costa, con la consiguiente pérdida de paquetes, se promovió el uso de LoRaWAN. Se trata de una tecnología con la que el LINTI viene trabajando e investigando en los últimos años, que logra una solución para dotar de comunicación eficiente a la red de equipos desplegados en río abierto”.

LoRaWAN es una especificación para redes de baja potencia y área amplia, LPWAN (en inglés, Low Power Wide Area Network), diseñada específicamente para dispositivos de bajo consumo de alimentación, que operan en redes de alcance local, regional, nacionales o globales. Su estándar de red apunta a requerimientos característicos de Internet de las Cosas, tales como conexiones bidireccionales seguras, bajo consumo de energía, largo alcance de comunicación, bajas velocidades de datos, baja frecuencia de transmisión, movilidad y servicios de localización.

“En este tipo de redes, puede transmitirse información bidireccional a larga distancia y con poco consumo energético (reduciéndose significantemente la necesidad de viajes para recambio de baterías). La red opera en las bandas de uso compartido 915 - 928 MHz, y los dispositivos que comunican datos pueden ser captados por una o más antenas (llamados estaciones base o gateways). De esta manera, la disposición de antenas juega un rol fundamental para dar una buena cobertura y redundancia a la red de sensores”, agregó Díaz.

Como parte del despliegue de la red, durante el primer trimestre de 2020, se instaló una estación base en el destacamento de Prefectura en Monte Santiago y se utilizaron otras estaciones receptoras que ya se encontraban operativas en distintos puntos de la ciudad de La Plata, Berisso y Ensenada. De las pruebas realizadas, se observó que una distancia típica cubierta en entornos semi-urbanos ronda los 10 a 15 kms, de manera que el escenario planteado se presenta como una performance óptima.

Para el entorno de pruebas, se implementó un dispositivo alimentado a batería, que simula comunicaciones con una carga de datos, similares a las que luego se harían en el entorno de producción real. El sensor fue instalado en la boya más lejana respecto a la costa, emplazada en el km 10.400 del Río de La Plata, sobre el canal de acceso al Puerto de La Plata.

Una vez culminadas las pruebas iniciales se avanzó con el diseño del dispositivo a instalar en cada una de las veinte balizas que componen el sistema del Canal de Acceso al Puerto La Plata. En el mes de julio de 2021 se completó la instalación y ya está en operación la primera tanda de ocho equipos. El desarrollo en su totalidad estuvo a cargo de profesionales de la UNLP, con colaboración de la empresa proveedora de balizas, y profesionales del Área de Batimetría, Balizamiento y Ayudas a la Navegación del Puerto de La Plata.

Agustín Candia, líder de proyecto, detalló que “el módulo final implementado incluye un microcontrolador, un chip de radio-comunicación LoRaWAN y un conjunto de sensores, que se encargan de monitorear diferentes parámetros del sistema de balizamiento y arrojar información de enorme relevancia en tiempo real”.

Por ejemplo, el dispositivo cuenta con un sensor acelerómetro para niveles de inclinación en estructuras y detección de choques. Se trata de una herramienta de gran interés, ya que son frecuentes los accidentes en los que embarcaciones de diferente porte golpean contra las boyas y generan problemas en el sistema de balizas.

También se incluye un sensor de corriente para registro de tensión en las baterías, carga de los paneles solares y consumo del equipo destellador, todos datos sensibles para garantizar el correcto funcionamiento de las señales lumínicas de las balizas.

Finalmente, se decidió incorporar a cada equipo sensores magnéticos para alarmas de intrusión en las cajas de baterías, debido a que se han reportado casos de vandalismo y robo de componentes en las boyas.

Los especialistas explicaron que el equipo puede funcionar con diferentes agendas de comunicación. Se genera una transmisión cada sesenta segundos con un reporte de los valores registrados por cada uno de los sensores. Pero, además, es posible solicitar por demanda información complementaria relacionada al funcionamiento del dispositivo, así como también programar nuevos parámetros de operación. Cuando se detectan situaciones de funcionamiento anómalo (por ejemplo, aceleraciones bruscas producto de un potencial choque) se dispara un aviso en tiempo real para notificar lo antes posible al operador del sistema.

“Complementariamente, los módulos desarrollados permiten la implementación de un sistema de sincronismo y secuenciación entre balizas que, consensuada con los principales usuarios del canal y respetando ritmos de destellos establecidos por el Servicio de Hidrografía Naval y las normas IALA, dará como resultado una considerable mejora de posicionamiento en la navegación”, detalló Candia. Esto redundará en beneficios para la seguridad de los barcos que ingresen al PLP así y permitirá un registro exacto de la situación a la entrada y la salida de los barcos.

Finalmente, como parte de la solución propuesta, el equipo de desarrolladores llevó a cabo la implementación de un Sistema Informático que sirve de asistencia al personal del Puerto para el procesamiento en tiempo real de la información recolectada (telemetría y alarmas), el envío de comandos específicos a los dispositivos (planes de funcionamiento y otras configuraciones) y la generación de reportes históricos. Esto podrá garantizar un mejor aprovechamiento de los recursos para un efectivo plan de mantenimiento preventivo que dé aviso en forma inmediata en caso de situaciones anómalas y, a su vez, disminuya el número de intervenciones físicas a las balizas reduciendo los costos operativos.

Eduardo Spínola
Universidad Nacional de La Plata

Dirección General de Comunicación y Medios
betina.rolfi@presi.unlp.edu.ar
www.unlp.edu.ar


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