Mejorando el monitoreo ambiental y la actividad de los volcanes a través de Edge Computing

Mejorando el monitoreo ambiental y la actividad de los volcanes a través de Edge Computing.
Ahora más que nunca, los gobiernos dependen de análisis de datos en tiempo real, alarmantes, toma de decisiones y acción, especialmente en sectores como el manejo de emergencias y la mitigación de desastres naturales.

Tabla de contenidos

Contexto

La respuesta casi en tiempo real ahora es posible debido a la aparición del Internet Industrial of Things (IIoT) e inteligente Edge Computing, que permite el procesamiento y la automatización en el “límite” donde residen los sensores y dispositivos.

Un informe de Business Insider Intelligence calcula que 5.600 millones de dispositivos IoT pertenecen a empresas y los gobiernos utilizarán la informática Edge para recopilar y procesar datos en 2020. IDC predijo que El gasto en IoT llegará a $ 772.5 billones a fines de este año. Esto brinda una gran oportunidad en el sector del monitoreo ambiental para adoptar tecnología de punta inteligente, especialmente para las principales ciudades ubicadas en regiones geográficas propensas a desastres ambientales tales como terremotos y actividad volcánica.

La erupción de Kilauea en Hawai puede ser la erupción volcánica más reciente y la actividad sísmica más activa observada desde hace un tiempo, pero hay muchos más lugares donde podría tener lugar la siguiente ocurrencia desastrosa, incluido Glacier Peak en el estado de Washington, uno de los volcanes en los Estados Unidos que representan una gran amenaza . En América del Norte, hay al menos 150 volcanes adyacentes al Océano Pacífico, y la lista pudiera extenderse hasta espacios inimaginados.
El Kilauea, ubicada dentro del ‘Anillo de Fuego del Pacífico’, ha presentado otra oportunidad para que la tecnología informática IIoT y Edge brinde una solución para que las ciudades aumenten sus capacidades de monitoreo ambiental y salven vidas.

¿Cómo?

Edge computing es una solución que facilita el procesamiento de datos en o cerca de las fuentes de generación de datos, que en este caso son los volcanes y las zonas de fallas. Según Gartner, alrededor del 10 por ciento de los datos generados por la empresa se crean y procesan fuera de un centro de datos centralizado tradicional o en la nube. Para 2022, esta cifra alcanzará el 50 por ciento.

Uno de los principales problemas al monitorear ubicaciones geográficas remotas es la falta de conectividad celular y / o Wi-Fi. Las redes de ancho de banda limitado en áreas remotas también limitan la cantidad de datos que se pueden transportar a los centros de datos. La escasez de conectividad limita la capacidad de los gobiernos para monitorear y recolectar datos sísmicos y volcánicos en tiempo real. Edge computing trabaja en conjunto con dispositivos IIoT, sensores o dispositivos integrados, para extender la red del centro de datos a los ecosistemas de dispositivos y sensores. Ahora que han surgido las tecnologías IIoT, Edge computing y de transmisión inteligente de datos, es más fácil lograr la capacidad de supervisar, recopilar, analizar y reaccionar a datos críticos que antes.

Computación en el “Edge”

Los centros de procesamiento de datos generalmente se ubican en áreas donde puede tener lugar la computación en la nube de alta potencia: las ciudades metropolitanas. Las empresas están comenzando a buscar tecnologías informáticas innovadoras para ayudar a facilitar la transmisión de datos ubicada en la fuente mediante el uso de redes de datos dispersas y dispositivos IIoT para recopilar datos ambientales críticos y analizar las tendencias actuales en cada región.

Las compañías especializadas en tecnología inalámbrica IIoT continúan brindando soluciones como estas para que las organizaciones ambientales establezcan una red remota de “configúrelo y olvídese” para su monitoreo. La mayoría de las veces, los datos ambientales se encuentran lejos de las ubicaciones de computación centralizada donde los datos se procesan normalmente, y mediante el uso de dispositivos inteligentes, las organizaciones pueden recopilar datos críticos en tiempo real de áreas remotas y peligrosas y regresar los datos al centro de procesamiento.

El poder de la informática Edge

Las fuentes de datos ambientales como la recolección y la computación Edge se llevan a cabo van desde elevaciones altas, como las cumbres de las montañas, hasta las profundidades del océano. Desde la costa del Pacífico, a lo largo de Alaska, hay volcanes y zonas de falla donde los robustos sensores integrados están estratégicamente dispersos para rastrear la actividad ambiental de todo tipo. La tecnología de cómputo Edge puede ayudar a las ciudades inteligentes en la costa del Pacífico, las regiones de Alaska y Hawai a mejorar la preparación ante desastres y disminuir el impacto de los eventos sísmicos y volcánicos a través del monitoreo constante, la investigación científica y la tecnología.

Investigadores en la costa del norte de California, hogar de tres volcanes y grandes zonas de falla ubicadas en el océano, actualmente utilizan robots submarinos no tripulados para monitorear la actividad sísmica en la costa del Pacífico. Estos robots están equipados con la tecnología IIoT para permitir a los investigadores monitorear zonas de fallas submarinas, recopilar datos sísmicos y enviarlos de vuelta a un centro de procesamiento de datos. Con toda la actividad volcánica y sísmica que tiene lugar en Kilauea y sus alrededores, la demanda de la tecnología de computación IIoT y Edge está aumentando desde los funcionarios de seguridad de gestión de emergencias de Hawai. Sus objetivos son monitorear, analizar y tender señales de alerta temprana que indiquen terremotos, tsunamis y volcanes para que los funcionarios puedan llevar a las personas a lugares seguros con mucha anticipación.

Recolección de datos en la fuente

Cuando se trata de monitoreo ambiental, ciertas regiones no tienen conectividad celular o Wi-Fi. Esto generalmente significa áreas remotas y montañosas, las áreas donde tiene lugar la mayor actividad sísmica. Los dispositivos inalámbricos robustos e inteligentes permiten a los funcionarios ambientales emplear tecnología de sensores y establecer redes de comunicación de largo alcance que puedan soportar las duras condiciones en la fuente.

Estos dispositivos y sensores resistentes se colocan estratégicamente en una región volcánica y con la tecnología IIoT, los enlaces de datos a larga distancia ayudan a las organizaciones de monitoreo de volcanes a recopilar datos sísmicos, meteorológicos, de gas atmosférico y de video en tiempo real. Las regiones volcánicas tienen condiciones severas debido a las altas temperaturas del gas volcánico y el flujo de lava, y cambios de presión drásticos como resultado de cambios en la corteza terrestre. Las organizaciones necesitan sensores resistentes y duraderos y equipos inalámbricos para recopilar datos con éxito en áreas donde otras tecnologías no podrían sobrevivir.

Ya en Perú, las organizaciones de monitoreo ambiental han actualizado los sensores sísmicos conectados a redes de radio avanzadas (radiofrecuencia de 900 MHz o “RF”) para permitir que estos sensores comuniquen los datos a un centro de monitoreo. Los datos incluyen cualquier cosa, desde el movimiento a través del monitoreo GPS, vibración de baja frecuencia, aumento de temperatura y presión, todo en tiempo real.

Transmisión de datos con tecnología de bajo consumo y alto rendimiento

En la actualidad, las ciudades inteligentes han implementado la tecnología IoT de comunicación inalámbrica de datos LoRa para transmitir datos a través de bandas de RF subgigahertz. LoRa permite transmisiones de largo alcance, más de 10 km en áreas rurales, con bajo consumo de energía. La mayoría de los usos de la tecnología LoRa son para transmitir kilobits de datos a un rango máximo de 24 km a velocidades de 150 kbps como máximo. Para algunas aplicaciones dentro de una ciudad inteligente, LoRa es una buena opción. Pero, cuando las organizaciones tienen su centro de procesamiento ubicado en una ciudad a 96 km de distancia de la fuente de los datos, en este caso, un volcán o zona de falla en las profundidades oceánicas, los datos deben transmitirse a una distancia mucho más larga a velocidades más altas.

La tecnología de espectro de salto de frecuencia (FHSS) es una opción mucho más viable, y las organizaciones de investigación la están implementando para comunicaciones de RF de bajo consumo y alto rendimiento en estas áreas remotas donde se lleva a cabo la actividad ambiental para transmitir datos críticos a una velocidad mucho más rápida . A pesar de que es una tecnología de hace décadas desarrollada durante la Segunda Guerra Mundial, FHSS sigue siendo un protocolo inalámbrico poderoso y comprobado que propaga su señal a través de frecuencias de salto rápido, y transmite distancias mucho más largas que Wi-Fi, Bluetooth, LoRa o Zigbee. Al poder transmitir datos a frecuencias más altas como 900MHz y 2.4GHz, es una alternativa de largo alcance también buscada por las industrias de petróleo y gas, UAV / drones de defensa, agricultura de precisión, transmisión de energía, eólica y solar, y agua.

Debido a que la tecnología FHSS obtiene rápidamente frecuencias cuando se transmiten datos críticos, es una opción mucho más confiable y segura. El salto rápido proporciona un mayor nivel de seguridad que es difícil de interceptar y que es altamente resistente al ruido y la interferencia, que es un componente crucial cuando se trata de recopilar y transmitir datos vitales recopilados de volcanes y zonas de falla que podrían tener un impacto en las vidas de los ciudadanos que viven cerca de estas zonas.

Al combinar tecnologías IIoT, Edge computing y FHSS, las ciudades inteligentes ubicadas cerca de volcanes o zonas de fallas pueden tener el equipo necesario para monitorear la actividad ambiental, recopilar datos en la fuente y transmitir a un centro de procesamiento central desde largas distancias a velocidades cerca de tiempo real como sea posible. Las organizaciones y gobiernos ubicados en regiones sísmicas y volcánicas altamente activas necesitan actualizar sus equipos para monitorear mejor las señales de alerta temprana y salvar las vidas de las personas que viven cerca. A medida que esta tecnología de recopilación de datos continúe avanzando y generando resultados, comenzaremos a ver que se aplica a una escala mucho mayor a medida que las ciudades sigan adoptando tecnología inteligente.

Leer también: los data centers autónomos han llegado para quedarse ; Colocation en Perú ; data centers, espacio, densidad y refrigeración