Internet industrial de las cosas (IIoT), explicado

Una sola fábrica inteligente puede generar volúmenes de datos comparables a los de una ciudad pequeña. Este flujo de información está impulsado por el IoT industrial. IIoT son las siglas de Internet industrial de las cosas, que conecta máquinas, sensores y personas en un sistema inteligente y receptivo.

A diferencia de las configuraciones tradicionales, en las que los datos pueden recopilarse pero quedar sin utilizar, IIoT puede convertirlos en información útil y acciones fundamentadas. Las soluciones IIoT permiten recopilar, analizar y responder a los datos en tiempo real. Esto ayuda a las industrias a aumentar la productividad, minimizar los tiempos de inactividad y tomar decisiones más inteligentes y rápidas.

De hecho, muchas industrias importantes están adoptando rápidamente el IoT industrial en sus instalaciones. Desde el uso del IoT en plantas de fabricación y plataformas petrolíferas hasta hospitales y explotaciones agrícolas, están impulsando una nueva ola de innovación. Las máquinas integradas con IIoT pueden pensar, adaptarse y comunicar problemas en tiempo real.

En este artículo, exploraremos qué es el IoT industrial y su impacto en diversas industrias. También analizaremos más detenidamente el papel de la visión artificial en las soluciones de IoT industrial. La visión artificial es un subcampo de la inteligencia artificial (AI) que permite a las máquinas interpretar y comprender datos visuales. ¡Empecemos!

¿Qué es el IoT industrial (IIoT)?#

El Internet industrial de las cosas es un marco para hacer que las máquinas sean más inteligentes conectándolas a sensores, dispositivos edge y sistemas de procesamiento de datos en tiempo real. Es como darle un cerebro a los equipos de fábrica, permitiéndoles recopilar, compartir y responder a los datos automáticamente.

Las soluciones IIoT, como sensores, etiquetas RFID y actuadores, están conectadas mediante una red que permite a las máquinas compartir datos entre sí. Esto permite a las empresas mejorar la eficiencia, la seguridad y la fiabilidad de sus operaciones.

Tomemos como ejemplo el IoT en la fabricación. Los sensores IIoT desempeñan un papel fundamental en la automatización de transportadores al supervisar continuamente el rendimiento de las máquinas. Si el rendimiento cae por debajo de los niveles esperados, el sistema puede detectar la ralentización y avisar automáticamente a los equipos de mantenimiento para que investiguen y resuelvan el problema.

Además de en la fabricación, el IIoT también se utiliza en industrias como la energía, los servicios públicos y el sector del petróleo y el gas. En lugar de depender de máquinas heredadas que funcionaban de forma aislada, el IIoT desbloquea los datos ocultos que estos sistemas siempre han generado y los transforma en información valiosa mediante análisis en tiempo real.

¿Cómo funciona el IIoT?#

La automatización industrial y el IoT funcionan mediante una red de dispositivos y sensores inteligentes que se comunican constantemente entre sí y comparten datos en tiempo real. Estos dispositivos pueden conectarse a máquinas, vehículos o equipos en fábricas, almacenes inteligentes y otros entornos industriales.

Los datos recopilados se transmiten a un sistema central, basado en la nube o instalado localmente mediante computación edge. Allí se analizan para identificar patrones y generar información útil. Esta información facilita una mejor toma de decisiones. Por ejemplo, puede utilizarse para detectar problemas de rendimiento con antelación, predecir cuándo necesitan mantenimiento las máquinas, automatizar tareas rutinarias y mejorar la seguridad en el lugar de trabajo.

Las soluciones IIoT también suelen utilizar bucles de realimentación para realizar ajustes en tiempo real. Según los datos recibidos, las máquinas pueden cambiar automáticamente parámetros como la velocidad o la temperatura. Estos bucles también pueden activar alertas para los operadores o iniciar acciones automatizadas cuando algo no funciona como se esperaba. Esto mantiene la eficiencia de las operaciones y minimiza los tiempos de inactividad.

Tecnologías IIoT que impulsan la innovación#

Ahora que comprendemos mejor qué es el Internet industrial de las cosas y cómo funciona, examinemos más detenidamente las tecnologías del IoT utilizadas en la automatización industrial.

Aquí tienes un resumen rápido de los componentes principales:

• Computación edge: La computación edge puede procesar los datos cerca de su origen, como sensores o puertas de enlace locales, para reducir la latencia y permitir respuestas inmediatas. Por ejemplo, puede activar el apagado de una máquina que se está sobrecalentando antes de que se produzcan daños.

• Plataformas en la nube: Proporcionan almacenamiento centralizado, permiten realizar análisis a gran escala y ofrecen acceso remoto. También pueden agregar datos de varios sitios para identificar tendencias, optimizar el rendimiento y respaldar decisiones estratégicas.

• Conectividad 5G: La tecnología 5G puede proporcionar comunicaciones de alta velocidad y baja latencia para miles de dispositivos conectados. Esto allana el camino para una automatización receptiva, la robótica móvil y el control de calidad en tiempo real.

• Sensores y actuadores: Los sensores recopilan datos esenciales, como la temperatura, la presión y las vibraciones. Los actuadores utilizan estos datos para realizar ajustes físicos. Juntos, proporcionan una supervisión continua y respuestas automatizadas en tiempo real.

• AI y aprendizaje automático (ML): Estas tecnologías vanguardistas pueden analizar datos para detectar patrones, predecir fallos y optimizar procesos. Con el tiempo, mejoran la toma de decisiones, reducen los tiempos de inactividad y aumentan la eficiencia general.

Ventajas del IIoT en distintos sectores#

A continuación, repasaremos algunas de las principales ventajas del IIoT y veremos cómo están redefiniendo las operaciones en una amplia variedad de industrias importantes.

Muchas empresas ya utilizan soluciones de IoT industrial. De hecho, se espera que el número de dispositivos IoT conectados en todo el mundo supere los 31 mil millones en 2030. La razón por la que se aceptan y adoptan tan ampliamente es que el IIoT ofrece un valor claro y cuantificable.

Uno de los aspectos más importantes de las soluciones IIoT es su estrecha relación con la visibilidad en tiempo real. Al recopilar y analizar datos continuamente, estos sistemas proporcionan a las organizaciones información instantánea sobre sus operaciones.

Otra ventaja principal del IIoT es que permite gestionar las operaciones con mayor fluidez. Al utilizar datos en tiempo real, las máquinas y los procesos pueden ajustarse al instante, reduciendo los retrasos y manteniendo la eficiencia. También reduce los costes de mantenimiento, ya que los problemas pueden detectarse pronto y resolverse rápidamente.

Además, las soluciones IIoT mejoran la eficiencia energética, reducen los residuos y disminuyen la necesidad de mano de obra manual. Aumentan la seguridad en el lugar de trabajo al detectar pronto las condiciones peligrosas y actuar automáticamente para evitar accidentes.

Casos de uso habituales del IIoT#

El IIoT está reinventando activamente la forma en que funcionan hoy las industrias. Desde la sanidad y la logística hasta la construcción y la agricultura, las organizaciones están adoptando tecnologías IIoT para lograr resultados más inteligentes, rápidos y fiables.

Producción de energía mediante el IoT industrial#

La industria energética suele asociarse con equipos grandes y resistentes, como máquinas de perforación, refinerías y plataformas marinas. Aunque estos sistemas han impulsado la industria durante décadas, el Internet industrial de las cosas (IIoT) está cambiando su funcionamiento interno.

Las empresas energéticas utilizan el IIoT para aumentar la eficiencia y ampliar sus operaciones. Esto proporciona a los proveedores de energía un mayor control al ofrecerles una visión en tiempo real de lo que ocurre sobre el terreno.

Como sustituir redes eléctricas enteras por sistemas inteligentes no siempre resulta práctico, el IIoT puede modernizar la infraestructura existente sin realizar cambios importantes. Esto también facilita la supervisión de equipos remotos, como balancines de bombeo o turbinas eólicas, para que los operadores de las plantas puedan mantenerlo todo funcionando sin problemas y producir energía durante más tiempo.

Fig. 1. Ejemplos de distintos tipos de sensores IoT que ayudan a recopilar datos. (Fuente)

Un excelente ejemplo de IIoT en la producción de energía es su aplicación en la supervisión de bombas eléctricas sumergibles (ESPs). Estas bombas se colocan dentro de los pozos de petróleo para ayudar a transportar los fluidos hasta la superficie y son esenciales para la extracción de petróleo. Sin embargo, a veces pueden averiarse sin previo aviso, provocando retrasos y reparaciones costosas.

Para evitarlo, un grupo de investigadores creó un sistema llamado marco I²OT-EC. Combina el IoT industrial con la computación edge. El sistema puede realizar un seguimiento de factores como la temperatura y la presión en tiempo real. Esto facilita la detección temprana de problemas, la programación del mantenimiento antes de que se produzcan averías y el funcionamiento fluido de las bombas.

Cómo las soluciones IIoT están transformando la sanidad moderna#

El IIoT en la industria de la sanidad, también conocido como IoT médico, ayuda a que los sistemas sanitarios sean más eficientes y menos estresantes para los profesionales médicos. Al conectar dispositivos médicos con sistemas de inteligencia artificial, el IIoT favorece una mejor toma de decisiones, reduce el riesgo de errores humanos, mejora los resultados de los pacientes y ayuda a que hospitales y clínicas funcionen con mayor fluidez.

Por ejemplo, los pacientes pueden someterse a una supervisión continua mediante dispositivos portátiles, como monitores de frecuencia cardíaca y glucosa. Estos dispositivos pueden detectar signos tempranos de problemas de salud e incluso enviar alertas de emergencia a los médicos en tiempo real. A medida que estas tecnologías siguen evolucionando, se desarrollan más soluciones IIoT especializadas para abordar necesidades médicas concretas.

Un ejemplo interesante de dispositivo sanitario basado en IIoT es Impedimed. Es un dispositivo que puede detectar el riesgo de linfedema, un efecto secundario habitual del tratamiento del cáncer de mama que provoca hinchazón en los brazos o las piernas.

Este dispositivo IoT parece una báscula. Los pacientes pueden subirse descalzos y apoyar los brazos en una plataforma. Envía una corriente eléctrica suave a través del cuerpo para medir los niveles de líquidos y la composición corporal. Los resultados se procesan en menos de un minuto mediante software en la nube, después se comparten a través de un portal web y se añaden a la historia clínica electrónica del paciente para que los médicos puedan revisarlos fácilmente.

Fig. 2. Un dispositivo sanitario basado en IIoT (Fuente)

Una agricultura más inteligente con soluciones de IoT industrial#

Del mismo modo, el IoT en la agricultura puede ayudar a los agricultores. Mediante herramientas de IoT, pueden gestionar mejor sus cultivos y ganado con información en tiempo real y mayor precisión. Los dispositivos IoT pueden colocarse en el suelo, acoplarse a la maquinaria o incluso llevarlos los animales para supervisar condiciones como la temperatura, la humedad, la humedad del suelo, los niveles de nutrientes y el comportamiento animal.

Los datos recopilados pueden analizarse para ayudar a los agricultores a tomar decisiones basadas en datos sobre el riego, la fertilización, el control de plagas y la gestión general de la explotación. Esta información en tiempo real les permite utilizar los fertilizantes de forma más eficaz, reducir los residuos y planificar mejores rutas para los vehículos agrícolas. Esto ayuda a ahorrar tiempo y recursos, al tiempo que aumenta la productividad.

Fig. 3. Una sonda de suelo basada en el IoT industrial que puede utilizarse en explotaciones agrícolas (Fuente)

IIoT en la fabricación: producción más inteligente a gran escala#

El IoT industrial en la fabricación consiste en utilizar dispositivos y sensores inteligentes y conectados para recopilar datos en tiempo real de las máquinas y las líneas de producción. Estos datos se procesan y analizan para obtener información útil que ayude a las fábricas a funcionar con mayor eficiencia.

Con las soluciones IIoT, los fabricantes pueden detectar y solucionar problemas pronto, reducir los tiempos de inactividad mediante el mantenimiento predictivo y gestionar el inventario de forma más eficaz utilizando sensores edge. En general, el resultado es una mejor calidad del producto, una respuesta más rápida ante cualquier problema y menores costes operativos.

Del mismo modo, el IoT en la Industria 4.0 aporta una mayor flexibilidad a la producción, lo que facilita a los fabricantes cambiar entre tipos de productos o personalizar pedidos. También hace que la producción de bienes y materiales sea más ágil, precisa y rentable. Utilizar el IoT en la fabricación también puede garantizar la seguridad y fiabilidad de los equipos.

Por ejemplo, garantizar la seguridad y fiabilidad de los equipos de fabricación de productos químicos es crucial, especialmente al manipular sustancias químicas tóxicas o inflamables. Los métodos de mantenimiento tradicionales suelen ser insuficientes para proporcionar información en tiempo real. El uso del IIoT en la fabricación de productos químicos puede ayudar a resolver este problema.

Curiosamente, algunos fabricantes utilizan ahora el IIoT junto con la realidad aumentada (AR) para el mantenimiento de los equipos. La realidad aumentada es una tecnología que muestra información digital, como imágenes, datos o instrucciones, sobre una vista del mundo real, normalmente mediante gafas o cascos inteligentes.

En esta configuración, los sensores inalámbricos y la computación edge supervisan los equipos en tiempo real y envían los datos directamente a los cascos de AR que llevan los equipos de mantenimiento. Esto permite a los técnicos ver delante de ellos datos de rendimiento en directo o alertas, lo que les ayuda a identificar problemas rápidamente, reducir los costes de mantenimiento y tomar decisiones más rápidas y fundamentadas.

Fig. 4. Los equipos de mantenimiento pueden visualizar datos del IoT industrial mediante sus cascos de AR (Fuente)

El papel de la visión artificial en el IoT industrial#

Otra tecnología vanguardista que está marcando la diferencia en las soluciones de IoT es la visión artificial. La visión artificial es una rama de la inteligencia artificial que se ocupa del procesamiento y análisis de datos visuales.

En particular, los modelos de visión artificial como Ultralytics YOLO11 admiten diversas tareas, como la detección de objetos (identificar y localizar objetos en una imagen) y la estimación de la pose (determinar la posición y orientación de una persona u objeto).

Con estas capacidades, los sistemas IoT pueden reconocer y responder a la información visual en tiempo real. Esto resulta especialmente útil en aplicaciones como el control de calidad en la fabricación.

Por ejemplo, en una planta de fabricación, el IIoT puede enviar datos visuales de la línea de producción a un sistema de IA de visión. A continuación, un modelo de visión artificial, como YOLO11, analiza las imágenes para detectar defectos en los productos. Si el modelo identifica algún problema, este puede señalarse y resolverse rápidamente, sin demora.

Esto mejora la calidad del producto, reduce los errores y hace que las operaciones sean más seguras y eficientes. Para obtener resultados aún más rápidos, puede utilizarse la computación edge. En esta configuración, los datos se procesan directamente en dispositivos edge en el punto de captura, lo que permite tomar decisiones en tiempo real sin necesidad de enviar la información a la nube y evita posibles retrasos.

Fig. 5. Un ejemplo del uso de YOLO11 para supervisar una línea de producción. (Fuente)

Retos y consideraciones del IIoT#

Ahora que hemos visto cómo las soluciones de IoT industrial pueden beneficiar a distintas industrias, también es importante examinar más detenidamente los retos que puede conllevar la implementación de estas soluciones. Comprender estos retos es fundamental para aprovechar al máximo las soluciones IIoT y garantizar una implementación satisfactoria.

Estas son algunas limitaciones que debes tener en cuenta:

• Integración con equipos antiguos: Muchas fábricas aún dependen de máquinas antiguas que nunca se diseñaron para funcionar con tecnologías basadas en IoT. Integrar funciones de IoT industrial inteligente en estos sistemas heredados puede resultar costoso. A menudo se necesitan adaptadores o convertidores especiales para permitir la comunicación entre los equipos antiguos y los nuevos.

• Retos de ciberseguridad: Conectar máquinas heredadas a Internet introduce nuevos riesgos de seguridad. Como estas máquinas no se diseñaron originalmente teniendo en cuenta la ciberseguridad, son más vulnerables a los ciberataques. Muchas carecen de medidas de protección básicas, como la protección mediante contraseña o el cifrado de datos, lo que las convierte en objetivos fáciles para los hackers.

• Mantenimiento de los dispositivos inteligentes: Aunque los sistemas IIoT pueden facilitar las cosas, los dispositivos inteligentes siguen necesitando cuidados periódicos. Los sensores y otros equipos deben revisarse, actualizarse o sustituirse de vez en cuando para que todo siga funcionando correctamente. Si no reciben un mantenimiento adecuado, los datos pueden dejar de ser fiables y causar problemas.

• Brechas de competencias en la plantilla: El IoT industrial combina equipos tradicionales con tecnologías digitales avanzadas, por lo que requiere una plantilla con una combinación de ambos tipos de competencias. Aunque algunas organizaciones pueden tener carencias en este ámbito, también supone una gran oportunidad para mejorar las competencias y fomentar el desarrollo. Con la formación y el apoyo adecuados, los equipos pueden adaptarse correctamente y aprovechar plenamente las ventajas del IIoT.

El futuro del IIoT: hacia una automatización inteligente#

A medida que la Industria 4.0 sigue avanzando, la automatización industrial y el IoT evolucionan más allá de la simple conexión de distintos dispositivos. Esto ayuda a las industrias a ser más autosuficientes y automatizadas, mediante métodos como el mantenimiento predictivo. Otro avance importante es el uso de gemelos digitales, modelos virtuales de máquinas o sistemas completos que utilizan datos en tiempo real para predecir problemas y ajustar con precisión las operaciones.

A medida que avanzamos hacia fábricas totalmente digitalizadas, tecnologías como la IA edge y la visión artificial adquieren aún más importancia. La IA edge lleva la inteligencia directamente a las máquinas, lo que permite tomar decisiones más rápidamente in situ sin depender de un acceso constante a la nube.

Cuando se combina con la visión artificial, permite a las fábricas supervisar visualmente la producción en tiempo real, detectar defectos de inmediato y responder a los problemas a medida que se producen. Este nivel de automatización e información útil acerca a las industrias a unas operaciones verdaderamente inteligentes y autooptimizadas.

En pocas palabras, los sectores industriales son cada vez más inteligentes. Este cambio permite que cada parte del proceso, desde el mantenimiento hasta el control de calidad, se guíe por los datos y funcione con tecnologías inteligentes.

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