Imagine un futuro en el que nunca más tendrá que soportar largas colas en la seguridad del aeropuerto, esperar horas para ver a un médico o quedarse atrapado en atascos de tráfico. Gracias al Internet de las cosas (IoT), ese futuro llegará antes de lo que se piensa y en el centro de esta transformación se encuentran los sensores y actuadores del IoT.

Los sensores de Internet de las cosas (IoT) son componentes de dispositivos de IoT que miden cantidades físicas y las convierten en datos que pueden ser interpretados por humanos o máquinas. Los datos recopilados por los sensores de IoT permiten varios tipos de control y automatización.

Desde medir las emisiones de gases de efecto invernadero como parte de la lucha contra el cambio climático y monitorear la salud de los cultivos para promover la agricultura sostenible hasta impulsar cadenas de suministro inteligentes que reduzcan los desechos, existen numerosas aplicaciones posibles de los sensores de IoT. Centro Infra proporciona una descripción general completa del panorama de los sensores y actuadores de IoT, incluidos los distintos tipos, fabricantes y sus casos de uso.

¿Qué son los sensores de IoT?

Los sensores de IoT son componentes de dispositivos de IoT que se utilizan para medir aspectos del mundo físico, como la temperatura, la humedad y el movimiento. Los datos de los sensores de IoT se pueden utilizar para obtener información valiosa, mejorar la toma de decisiones, optimizar procesos y automatizar tareas en diversos sectores y casos de uso.

Básicamente, cualquier sensor que esté conectado a Internet o a un dispositivo IoT es un sensor IoT. Esto significa que existen tantos tipos de sensores de IoT como cantidades o atributos de cosas para medir o detectar en el mundo.

Clasificación de sensores de IoT

Los sensores de IoT se pueden clasificar de varias maneras, que incluyen:

  • Tipo de cantidad física medida: sonido, luz, temperatura, radiación electromagnética, aceleración, velocidad y color, son solo algunos ejemplos de tipos de sensores de IoT según lo que miden.
  • Uso de energía: según si necesitan o no una fuente de energía externa, los sensores IoT se clasifican como sensores activos o pasivos, respectivamente. Los lectores de identificación por radiofrecuencia (RFID) habilitados para IoT son ejemplos de sensores pasivos que también son sensores inalámbricos de IoT.
  • Método de medición: Los sensores de IoT utilizan diferentes mecanismos de medición y se pueden clasificar en consecuencia en sensores eléctricos, sensores ópticos, sensores químicos y sensores giroscópicos.
  • Precisión: en términos de rango de medición, los sensores IoT se pueden clasificar como sensores de alta y baja precisión. Los sensores de IoT de alta precisión se utilizan normalmente en entornos controlados y pueden medir cambios muy pequeños, mientras que los sensores de baja precisión solo pueden medir cambios grandes, pero a menudo se utilizan en entornos hostiles y extremos.
  • Tipo de salida: según el tipo de salida que producen, los sensores de IoT se pueden clasificar como sensores analógicos o digitales. Los sensores analógicos tienen una salida continuamente variable – por ejemplo, un voltaje eléctrico que varía continuamente con la temperatura. Mientras que los sensores digitales tienen una salida discreta, por ejemplo, sensores de modulación de código de pulso (PCM)

Ejemplos de casos de uso de datos de sensores de IoT

Ejemplos de aplicaciones de datos recopilados de los sensores de IoT incluyen:

  • Automatización doméstica o industrial: los datos de los sensores de IoT impulsan la automatización en todas partes, desde programar luces, ventiladores y aire acondicionado para que funcionen solo cuando realmente se necesitan, hasta permitir que las fábricas ahorren tiempo y recursos al monitorear su maquinaria.
  • Investigación y desarrollo (I+D): Los sensores de IoT ya se están utilizando para respaldar los esfuerzos de investigación y desarrollo (I+D), como probar nuevas tecnologías o aprender sobre ecosistemas y vida silvestre.
  • Marketing y servicio al cliente: en el comercio minorista, los sensores de IoT pueden recopilar datos sobre el comportamiento y las preferencias de los clientes, como dónde miran, caminan, hacen pausas y compran las personas, que luego se pueden utilizar para adaptar los esfuerzos de marketing y mejorar el servicio al cliente.
  • Cuidado de la salud y medio ambiente: desde el monitoreo de la calidad del aire y el agua hasta el seguimiento remoto de la salud del paciente, los sensores de IoT permiten una toma de decisiones mejor y más rápida para la salud pública y el medio ambiente.

Tipos de sensores de IoT

Ejemplos de los tipos de sensores IoT más utilizados son sensores de flujo, sensores de fuerza, sensores de humedad, sensores de presión, sensores fotoeléctricos, sensores de nivel de agua y sensores ultrasónicos.

Sensores de flujo

Los sensores de flujo de IoT, también llamados medidores de flujo de IoT, se utilizan para medir la tasa de flujo de un fluido. Se utilizan muchas tecnologías en los medidores de flujo, siendo los sensores de flujo magnéticos, ultrasónicos, de vórtice y de turbina algunos de los diferentes métodos de medición. Además, cada tipo de tecnología tiene ventajas y desventajas, y la mejor tecnología de sensores para una aplicación determinada depende de los requisitos de ese contexto.

LEER MÁS: Tecnología de Internet de las cosas (IoT) – Guía rápida y sencilla

Las aplicaciones de los sensores de flujo de IoT incluyen:

  • Procesos industriales: Los sensores de flujo de IoT se pueden utilizar para automatizar procesos industriales, como la producción química, la refinación de petróleo y gas, y el procesamiento de alimentos y bebidas.
  • Tratamiento y distribución de agua: al medir y controlar el flujo de agua, los sensores de flujo de IoT ayudan a prevenir fugas y aumentar la eficiencia en los sistemas de tratamiento y distribución de agua, para uso doméstico, industrial y agrícola.
  • Gestión de energía: Los medidores de flujo de IoT se utilizan en oleoductos y gasoductos naturales para la gestión de energía y para evitar fugas peligrosas o fallas de equipos.
  • Monitoreo ambiental: al monitorear el flujo de agua en ríos, arroyos y humedales, los sensores de flujo de IoT ayudan a mejorar la gestión ambiental y respaldan los sistemas de alerta de inundaciones.

IFM, OMRON, TSI y Emerson son ejemplos de fabricantes destacados de sensores de flujo para aplicaciones de Internet de las cosas (IoT).

Sensores de fuerza

Los sensores de fuerza, también conocidos como células de carga, tienen una amplia gama de aplicaciones de IoT y Internet Industrial de las Cosas (IIoT). Específicamente, los sensores de fuerza pueden tomar la forma de celdas de carga de compresión, tensión, carga de corte, de punto único y tipo S.

Normalmente, los sensores de fuerza convierten la fuerza mecánica en una señal eléctrica, lo que técnicamente los convierte en transductores (dispositivos que convierten una forma de energía en otra). Las aplicaciones de los sensores de fuerza de IoT incluyen:

  • Manipulación de materiales: Los sensores de fuerza de IoT se pueden utilizar para monitorear el peso de los materiales que se mueven o almacenan en almacenes, centros de distribución y otras instalaciones. Estos sensores permiten la automatización de los procesos de fabricación y cadena de suministro.
  • Monitoreo estructural: al monitorear y registrar continuamente las tensiones, deformaciones y fuerzas de corte experimentadas por puentes, edificios y aeronaves, los sensores de fuerza de IoT mejoran la seguridad y permiten el mantenimiento preventivo antes de que ocurran fallas.
  • Monitoreo ambiental: Los sensores de fuerza de IoT ayudan a monitorear las condiciones ambientales, como las cantidades de suelo y agua. Esto mejora la calidad de la investigación y la intervención en las áreas de cambio climático y seguimiento de la sequía.

Mettler Toledo, Honeywell y TE Connectivity son ejemplos de fabricantes líderes de sensores de fuerza para dispositivos de Internet de las cosas (IoT).

Sensores de humedad

Los sensores de humedad, también llamados higrómetros, son dispositivos que se utilizan para medir y controlar el contenido de humedad del aire. Estos sensores incluyen métodos de medición capacitivos, resistivos e infrarrojos. Normalmente, los sensores de humedad proporcionan una salida en forma de señal eléctrica que, a su vez, puede usarse para controlar otros dispositivos o sistemas.

En el contexto de IoT, los sensores de humedad permiten el monitoreo y control de la humedad en tiempo real. Esto puede ayudar a optimizar los procesos, mejorar la eficiencia y reducir los residuos. A continuación se muestran algunos ejemplos específicos de casos de uso de sensores de humedad de IoT:

  • Automatización del hogar y la oficina: Los sensores de humedad IoT ayudan a monitorear la humedad del aire en los edificios, lo que permite la automatización de sistemas de aire acondicionado y HVAC. Además, estos sensores tienen importantes implicaciones en la mejora de la eficiencia energética de los edificios.
  • Previsión meteorológica e investigación climática: Los sensores de humedad IoT permiten mediciones continuas y en tiempo real de los niveles de humedad atmosférica localizados. Al utilizar estos datos, los meteorólogos pueden hacer predicciones con un nivel de precisión que de otro modo sería imposible. Además, rastrear los cambios en los niveles de humedad a lo largo del tiempo también es importante para mejorar nuestra comprensión del cambio climático.
  • Control de procesos industriales: en la fabricación, el almacenamiento y el almacenamiento, los cambios en la humedad pueden tener efectos importantes en la calidad, durabilidad y vida útil del producto. Los sensores de humedad IoT permiten un control y seguimiento superior de estos procesos, mejorando la eficiencia y la sostenibilidad

Vaisala, Michell Instruments, Fisher Scientific y Comet son ejemplos de fabricantes conocidos de sensores de humedad para aplicaciones de Internet de las cosas (IoT).

Sensores de presión

Los sensores de presión de IoT miden la aplicación de fuerza por gases o líquidos. Funcionan utilizando principios de equilibrio de fuerza, piezoeléctricos, capacitivos o resistivos para medir la presión que se aplica a una superficie. Al igual que los sensores de fuerza, muchos sensores de presión son a menudo (pero no siempre) transductores: dispositivos que convierten una forma de energía en otra.

Muchos de los casos de uso son similares a los ejemplos enumerados en sensores de humedad, ya que la presión y la humedad suelen ser factores ambientales estrechamente relacionados y, por lo general, son monitoreados por varios sistemas. Las aplicaciones de los sensores de presión de IoT incluyen control de procesos industriales, automatización de edificios, monitoreo ambiental, transporte, dispositivos médicos y dispositivos portátiles.

LEER MÁS: Dispositivos de Internet de las cosas (IoT): ¿Qué será inteligente en 2023?

Ashcroft, Rockwell Automation y HYDAC son ejemplos de fabricantes líderes de sensores de presión para IoT e Internet industrial de las cosas (IIoT).

Sensores fotoeléctricos

Los sensores fotoeléctricos, también llamados interruptores fotoeléctricos o sensores de proximidad, utilizan una luz para detectar la presencia o ausencia de un objeto o para evaluar otras propiedades físicas como la claridad del aire. Normalmente, estos dispositivos utilizan una fuente de luz, como LED o láser, dirigida a un sensor. Cualquier interrupción en el haz se detecta y se utiliza para realizar diversas mediciones.

Los sensores fotoeléctricos se utilizan ampliamente en aplicaciones de IoT debido a su precisión, confiabilidad y resistencia a las interferencias. Por ejemplo:

  • Automatización industrial: Los sensores fotoeléctricos IoT se utilizan para detectar la presencia de objetos en cintas transportadoras, líneas de montaje y otros sistemas de automatización industrial.
  • Ciudades inteligentes: los sistemas de ciudades inteligentes utilizan IoT sensores fotoeléctricos para monitorear el tráfico, detectar peatones y bicicletas, y mejorar la seguridad pública
  • Seguridad: en los sistemas de seguridad, los sensores fotoeléctricos de IoT ayudan a detectar intrusos y violaciones de seguridad física

LEER MÁS: Seguridad de Internet de las cosas (IoT): protección de próxima generación

Pepperl+Fuchs, Siemens y Festo son ejemplos de fabricantes líderes de sensores fotoeléctricos para aplicaciones de Internet de las cosas (IoT).

Sensores de nivel de agua

Los sensores de nivel de agua de IoT miden la cantidad de agua en un cuerpo de agua o tanque de almacenamiento. Estos dispositivos suelen utilizar interruptores de flotador, sensores ultrasónicos, sensores ópticos o sensores de presión para medir o inferir la cantidad de agua presente.

Los sensores de nivel de agua de IoT tienen innumerables aplicaciones, tales como:

  • Agricultura: Los sensores de nivel de agua de IoT monitorean el nivel de agua en estanques, canales o embalses de riego, optimizando el riego y ayudando a reducir el desperdicio y las fugas.
  • Fabricación: en procesos industriales, el nivel de agua en los tanques es monitoreado por estos sensores, lo que permite una automatización sofisticada para la producción de productos químicos, farmacéuticos y otros productos.
  • Control de temperatura: Los sensores de nivel de agua IoT se utilizan para monitorear el nivel de agua en humidificadores, enfriadores y sistemas de refrigeración y HVAC. Esto es útil tanto en contextos residenciales como sanitarios y de almacenamiento/almacenamiento.

Endress+Hauser, IFM y SST Sensing son ejemplos de fabricantes líderes de sensores de nivel de agua para aplicaciones de Internet de las cosas (IoT).

LEER MÁS: Ejemplos de Internet de las cosas (IoT) por industria en 2023

Sensores ultrasónicos

Mientras que la mayoría de los otros sensores mencionados anteriormente se clasificaron según la cantidad física medida, los sensores ultrasónicos se basan en el método de medición. Los sensores ultrasónicos de IoT utilizan ondas sonoras de alta frecuencia para medir la distancia o detectar la presencia o ausencia de objetos.

Estos dispositivos generan pulsos ultrasónicos y miden las señales reflejadas o “rebotadas” de esos pulsos para calcular la distancia o la presencia de un objeto. Al ser no invasivos, relativamente económicos y lo suficientemente resistentes como para funcionar en diversos entornos, los sensores ultrasónicos tienen una amplia gama de aplicaciones de IoT, incluida la detección de nivel (como se mencionó anteriormente), la detección de proximidad, la medición del caudal, el posicionamiento y la navegación, la automatización industrial y las aplicaciones médicas.

Omega, Wenglor y TDK Electronics son ejemplos de fabricantes destacados de sensores ultrasónicos para aplicaciones de IoT e Internet industrial de las cosas (IIoT).

¿Qué son los actuadores de IoT?

Los sensores de IoT desempeñan la importante función de capturar datos, pero para que sean realmente útiles, estos sensores deben estar conectados a actuadores, que son componentes que pueden realizar acciones físicas basadas en la información de los sensores. Los actuadores convierten la energía en movimiento mecánico y vienen en diferentes tipos, como motores eléctricos, solenoides, cilindros neumáticos e hidráulicos y actuadores piezoeléctricos.

Ejemplos de casos de uso de actuadores de IoT incluyen:

  • Gestión remota de la infraestructura energética: desde ajustar el flujo de petróleo y gas natural en las tuberías y controlar las bombas en depósitos y subestaciones hasta cambiar el ángulo de los paneles solares o las aspas de los molinos de viento, los actuadores de IoT ayudan con la gestión de la energía al permitir que los motores, variadores, interruptores y otros mecanismos se controlen de forma remota.
  • Automatización en agricultura: Los actuadores de IoT permiten la automatización de sistemas de riego y otros equipos agrícolas. Al abrir o cerrar válvulas, ya sea automáticamente, según la información de los sensores de IoT, o manualmente según las entradas de un operador en una sala de control, los actuadores de IoT ayudan a controlar el flujo de agua en las granjas para un crecimiento óptimo de los cultivos.
  • Automatización industrial: basándose en entradas de sensores de IoT, como sensores de visión, ópticos o ultrasónicos (entre otros), los actuadores de IoT pueden mover brazos robóticos para automatizar líneas de producción en instalaciones de fabricación.

ABB, Schneider Electric, Sumida y KEMET son ejemplos de los fabricantes más consolidados de actuadores para aplicaciones de Internet de las cosas (IoT).

EnergíaIoTTecnología