Monitoreo de indicadores durante el transporte de un tanque de leche en comunidades altoandinas aplicando redes LPWAN

Abstract

En la actualidad, la industria lechera peruana se encuentra en expansión. Un modelo de esta expansión se encuentra en la provincia altiplánica de Puno; donde la aplicación de métodos ecológicos y de procesos de monitoreo semi-manual de estándares de calidad logran hacer de esta provincia un importante espacio en el avance de proyectos de estandarización de insumos a nivel nacional. Sin embargo, este modelo de crecimiento todavía se queda rezagado respecto a grandes industrias multinacionales e importantes mercados internacionales debido a la insuficiencia tecnológica digital en favor del aumento del volumen y garantía de la leche ofertada. Por ello, antes de desarrollar el presente proyecto integrador se encontró una deficiencia en la industria lechera y un espacio importante para la aplicación favorable de un sistema de monitoreo digital que logre eliminar la valla tecnológica que nos diferencia del resto de industrias de primer nivel, mejore la calidad del insumo ofertado y elimine todo impedimento para el crecimiento del volumen de leche ofertada. Entonces, en este proyecto se ha diseñado un sistema de monitoreo digital de control de calidad para medir, controlar y manipular datos específicos de un insumo importante en la dieta peruana: la leche. Entre los datos a medir de dicho insumo se encuentran el nivel de temperatura, el valor de pH, la geolocalización via GPS del medio de transporte de la leche hasta el centro de acopio, entre otros. Para lograrlo se aplicó tecnología inalámbrica LoRa, la cual utiliza un tipo de modulación de radiofrecuencia de nombre Chirp Spread Spectrum, asociado para codificar poca información vía ondas de radiofrecuencia a muy largas distancias. Asimismo, este tipo de modulación no solo se traduce en la simple transmisión de datos a largas distancias, sino presenta otros rasgos considerables para la realización del diseño de este proyecto. Entre estos rasgos se pueden enunciar la elevada tolerancia a interferencias externas, alta sensibilidad a la recepción de datos, bajo consumo energético, transferencia de información a gran escala, gran catálogo de recepción en frecuencias de trabajo, etc. Ahora, para lograr la demostración práctica se tuvo que hacer uso de un sistema de redes LPWAN en conjunto con el protocolo de acceso LoRaWAN de la industria LoRa. Primero se planteó la necesidad de hallazgo de una red que soporte el traslado de pocas cantidades de información a largas distancias y a muy bajo costo energético, una red LPWAN (Low Power Wide Area Network). Segundo, se desarrolló un prototipo partiendo de un dispositivo comúnmente usado como LoRa Gateway LG01-N, el cual hace uso de un componente estándar en la transmisión de redes, Arduino UNO. Y, por último, se sumó a dicho dispositivo un conjunto de gadgets electrónicos asociados que ayuden la medición de factores intrínsecos del insumo deseado (Sensor DS18B20, pHmetro, Antena 433 MHz, Módulo RF98, Módulo GPS u-blx NEO-6M). En suma, el trabajo en conjunto del módulo LoRa y los gadgets asociados a dicho módulo generaron una onda de radiofrecuencia específica para el traslado de poca información a muy largas distancias y con muy bajo consumo energético. Lo que, en general, se traduce en un nuevo método eficiente y digitalizado para el control de calidad de un insumo importante en la dieta peruana y, finalmente, un primer paso necesario para en la modernización de procedimientos de control y medición de insumos en la industria peruana.