La crisis sanitaria provocada a nivel mundial por Covid-19 ha alertado a las administraciones y la población sobre algunos riesgos que, aunque no son nada nuevos, parecían olvidados. Un largo periodo sin pandemias mundiales y con grandes avances sanitarios, sociales y tecnológicos parecía haber inmunizado a los ciudadanos, creyendo que algo así no podría ocurrir más, al menos en el “primer mundo”.

Sin embargo, está ocurriendo sin diferenciación. Y, al igual que los hechos producidos en septiembre de 2001 con los atentados sobre las torres gemelas de Nueva York provocaron un antes y un después en la forma de gestionar la seguridad de los aeropuertos, todo nos hace presagiar que Covid-19 supondrá un antes y un después en la forma en la que nos relacionamos e interactuamos en sitios públicos.

Las preguntas que surgen son: ¿cómo se puede mantener bajo control las circunstancias en las que interactúan las personas en estos lugares públicos? ¿Cómo puedo mantener el control de todos y cada uno de los parámetros ambientales, la temperatura de los individuos, la humedad, el nivel de patógenos, la calidad del aire, los niveles de CO2, el aforo de un local….? Y en caso de poder hacerlo ¿cómo es posible convertir estas medidas en indicadores de riesgo y con la velocidad adecuada para tomar medidas?, ¿como preservo al mismo tiempo la libertad y anonimato de los individuos? y ¿Cómo manejo esta gran cantidad de información de manera segura…?

Son muchas preguntas, que en este momento parecen no tener respuesta. Sin embargo, las posibilidades para llevarlo a cabo tienen una clara solución desde el punto de vista tecnológico y las abordamos en este artículo, analizando muchos de los aspectos que se encuentran inmersos en esta discusión social y de las organizaciones competentes en materia sanitaria.

Principales Tecnologías: Internet of Things, Big Data y Blockchain

El denominador común a la respuesta a esta problemática desde el punto de vista tecnológico se encuentra ya en su fase de madurez y no responde a una única solución sino a la unión de varias y, principalmente, en torno a este triángulo que está marcando la diferencia en la mayoría de campos de la industria: Internet of Things, Big Data y Blockchain.

Bajo las siglas Internet de las Cosas (IoT, Internet of Things en Inglés) se denomina a una tecnología con distintas capas en su arquitectura que permite abordar las propiedades de elementos físicos (cosas), que pueden ser espacios, vehículos, utensilios, herramientas, incluso ropa de vestir o las propias personas…. que permite recopilar información interesante sobre cada uno de los elementos sobre los que tenemos interés, mezclar toda esa información en un mismo punto (de manera coloquial, decimos en “la nube”), procesarla y obtener un primer análisis de todos los datos para disponerlos de manera homogénea y comparable.

IoT como habilitador de conectividad

El hecho de que la medición de millones de parámetros de cientos de miles de elementos al mismo tiempo genere gran volumen de información plantea el primer reto a IoT.

En efecto, piense por un momento en la gran variedad de elementos que pueden medirse. Pongamos casos prácticos de interés para lo que nos ocupa en línea con la introducción de este artículo. Pensemos en medir la cantidad de personas que acceden a un determinado lugar, también el nivel de actividad que hay en ellas, o el aforo mediante contadores automatizados; Pensemos también en la medición de la temperatura corporal de estos individuos, en la calidad del aire del local, en las corrientes de aire, la temperatura y la humedad…

Todos estos sensores tienen una oferta variada en el mercado, pero cada uno de ellos utiliza una forma de medida, unos protocolos que no suelen coincidir entre fabricantes.

Además, permiten ser conectados mediante alguna red de comunicaciones, con cable o bien mediante Wifi o comunicación móvil 3G. Algunos sitios tendrán la problemática de tener una conectividad limitada. La industria tecnológica ya tiene respuestas para conectar dispositivos en la mayoría de estos casos.

La labor de la tecnología IoT en esta primera capa será la de habilitar la comunicación con todos y cada uno de estos dispositivos de medición y mantener esta conexión gestionada.

Esto significa que no sólo se tiene que encargar de recibir lo que el dispositivo le envíe, sino de mantener información sobre el estado del dispositivo y de la línea de comunicaciones para poder detectar en cualquier momento si algo está fallando.

Muchas veces, los dispositivos de un mismo lugar concentran su canal de comunicación a través de un elemento intermedio, que hace de mediador de todos ellos con la nube. Es el denominado “Gateway”. Este Gateway es un elemento importante, también para asumir ciertos roles de IoT de forma descentralizada, de manera que procesa en parte la información de los dispositivos de medida, para concentrar toda esta información y ser el punto único que habla con la plataforma.

Millones de datos por segundo

Otro factor importante que debe asumir IoT para poder responder adecuadamente es la capacidad de recoger millones de datos por segundo. De implantarse una solución de este tipo debe ser posible aplicarla a la medida de miles de ubicaciones, edificios de organismos públicos, incluso ser extensible a centros comerciales, galerías, salas de espectáculos, etc.

Esto requiere una respuesta en cuanto a los recursos de la infraestructura, es decir, la red troncal donde se encuentra la plataforma debe ser suficientemente grande para recibir esos datos. Por otro lado, la capacidad de procesamiento, es decir, los recursos de los servidores deben estar dimensionados de manera acorde a tal volumen de información; y, por último, la capacidad de almacenamiento, para poder guardar toda la información que llega, debe ser la adecuada.

Pero este dimensionado gigantesco tiene que tener una respuesta sostenible, es decir, adecuada de manera flexible, según las necesidades van creciendo, no pueden ser sobredimensionadas porque supondría un gasto difícil de justificar e inasumible.

La respuesta a todas estas necesidades está en dos elementos:

• La nube (Cloud) es una infraestructura modular escalable “en caliente”, es decir, en la que es posible ir asignando (o quitando) recursos en función de las necesidades de manera transparente a los usuarios. Al ser normalmente una infraestructura de recursos compartidos, los diferentes servicios van cogiendo “sólo” aquello que necesitan, con lo que el coste de los recursos para soportar nuestro servicio son variables, no fijos.
• La arquitectura de la plataforma IoT, debe ser “escalable”. Es decir, debe haber sido diseñada de manera que pueda ir solicitando y utilizando más recursos de infraestructura (servidores, disco, ancho de banda) a medida que van incorporándose más elementos, de forma que crece en la medida de las necesidades.

Abstracción, simplicidad y homogeneización

La gran complejidad que suponen cientos de miles de dispositivos de medida, cada uno con sus conexiones y entregando datos de diversa índole, posiblemente con unidades y escalas de medida distintas, necesita que exista un “moderador” que ponga en orden estos datos, simplificando la labor de cualquier usuario que se disponga a tratarlos.

Por eso, en este punto, la labor de IoT en su “segunda capa”, una vez ha asegurado la conectividad con los dispositivos, es la de abstraer toda la complejidad del dispositivo, sus sensores y los elementos de comunicación en un mismo ítem que representa ese punto de medición. Digamos que la plataforma IoT “bautiza” a todo el conjunto (sensor + dispositivo + línea de comunicación) con un mismo nombre único y se encarga de disponer cada uno de los aspectos de todos sus elementos en una única lista de parámetros que el usuario podrá conocer.

Además, como existirán distintas formas de medir, por ejemplo, la temperatura de un determinado local, esta “segunda capa” debe encargarse de homogeneizar estos datos. No debe importar que un sensor mida grados centígrados y otro datos fahrenheit, sino que podremos decidir cómo queremos leerlos, en una misma unidad. Y, así mismo, ocurrirá con el número de decimales con el que se nos entrega el dato, o cualquier otro aspecto que requiera homogeneidad…

Seguridad

Otro importante aspecto a tener en cuenta en una solución de este tipo es la seguridad. El término seguridad alberga de forma coloquial conceptos de diferente índole que podemos tratar brevemente.

Para ofrecer una solución con garantías, hay que tener en cuenta que la infraestructura que la soporta es segura, en el sentido de que disponga todas las medidas de protección suficientes para que no sea vulnerada por terceros accediendo a la información. Otro aspecto es la seguridad en cuanto a su disponibilidad. Es necesario tener las garantías suficientes para que la infraestructura no falle, y si lo hace, sea capaz de utilizar medios de respaldo para que este fallo sea transparente a los usuarios.

Además, en la comunicación de la plataforma con los dispositivos, es necesario asegurar que los datos no fluyan en un formato fácilmente legible. Para ello, la plataforma IoT debe utilizar, por ejemplo, certificados digitales que permitirán encriptar esta información que viaja. Esto es especialmente importante cuando la comunicación es desde la plataforma hacia el dispositivo para ejecutar una determinada orden. De no tratarse de una comunicación segura, un usuario malintencionado podría acceder al dispositivo para falsear datos o en el peor de los casos para provocar un comportamiento indeseado.

Homologación y certificación de las medidas

Un aspecto importante a la hora de utilizar información medida por dispositivos electrónicos y, sobre todo, de cara a considerarlas como mediciones “certificadas” para tomar una determinada decisión, es que tanto los dispositivos como toda la cadena de elementos que participan en la disponibilidad de estos datos estén homologados.

Supongamos el caso de una administración pública que dispone una normativa para medir el aforo de locales públicos y que sancionaría a la entidad correspondiente si dicho aforo no se mantiene bajo los máximos permitidos.

Para poder garantizar y dar validez legal a las medidas realizadas, de forma que puedan utilizarse en el correspondiente expediente sancionador, sería necesario que un organismo independiente hubiera testado y homologado dichos dispositivos y elementos.

El caso más parecido lo tenemos cuando nos llega alguna sanción de tráfico, donde la sanción es acompañada por el certificado correspondiente del radar (el dispositivo) que ha realizado la captura y que certifica la velocidad del vehículo.

La solución tecnológica a esta necesidad viene como un guante de la mano de Blockchain. Esta tecnología permite que una red de servidores interconectados en todo el mundo puedan garantizar la veracidad de una determinada información, por ejemplo, la homologación de un dispositivo. Blockchain garantiza que esta homologación expedida por la entidad independiente sea inalterable. Con el fin de realizar un informe, se identificarían los sensores y dispositivos que han participado en la medida y se consultaría a la red de Blockchain para consultar si la homologación de los mismos se encuentra en vigor.

Detección de situaciones y Alertas

Si ha llegado hasta aquí, seguramente habrá pensado en la posibilidad de que tanta información que llega de cientos de miles de dispositivos proveniente de miles de lugares sea inútil, ya que sería imposible analizar todos los datos uno a uno.

Y no le falta razón. La información que llega sólo será útil si se disponen los medios adecuados para identificar las situaciones importantes y poder tener un resumen de qué está ocurriendo.

En el caso que nos ocupa, si nos estamos preocupando por medir el cumplimiento de un determinado espacio público en cuanto a las condiciones de calidad ambiental y la afluencia de público, seguramente tengamos en la mente ciertas reglas que deben cumplirse. Por ejemplo, no puede haber más de 100 personas de forma simultánea. Pero, también queremos saber si una de las personas que accede ha superado la temperatura corporal normal. O, también, si el nivel de CO2 es demasiado alto. Imaginemos, también una regla compleja, por ejemplo, que en función de la temperatura ambiente, pudiéramos variar el nivel máximo de personas que pueden acceder con garantías sanitarias a este local.

Ya habíamos hablado de las “dos primeras capas” de la plataforma IoT que nos permitían habilitar la conectividad con los dispositivos de medición y, a su vez, homogeneizar los datos.

Para poder llevar a cabo esta labor, la plataforma IoT dispone una “tercera capa” que es un motor de reglas accesible al usuario administrador. De esta forma, para cada uno de los parámetros o conjunto de ellos, ya homogeneizados, determina bajo qué niveles desea que se produzca un aviso y se presente, por ejemplo, en un panel en la pantalla. El motor de reglas va analizando y correlacionando los datos que llegan para detectar estas situaciones.

De esta forma, aunque se estén gestionando miles de espacios a la vez, solo tendremos destacadas aquellas situaciones sobre las que es necesario actuar o analizar la información más en profundidad, accediendo a las medidas concretas y a sus históricos para conocer las evoluciones.

Integración con sistemas externos

Seguramente esté pensado que cualquier administración u organización que se precie ya dispone de sistemas informáticos donde se almacena información sobre las diferentes entidades (en este caso, los locales públicos donde nos hemos propuesto vigilar el cumplimiento de normas sanitarias). ¿Será necesario replicar de nuevo toda la información para poder generar informes?

La respuesta es que no. La plataforma IoT debe ser capaz de integrarse fácilmente con estos sistemas externos. De esta manera, si existe por ejemplo, un sistema encargado de lanzar los expedientes sancionadores, bastará con que se integre utilizando un identificador único de dicha entidad para recibir el evento del incumplimiento y para consultar las medidas que han provocado el incumplimiento.

Esta característica de integración debe ofrecerse de manera abierta a través de APIs estándares y documentadas, fácilmente consumible por los desarrolladores de los sistemas informáticos.

Análisis estadísticos, tendencias y predicciones

Otro aspecto que parece imprescindible hoy día para mantener una situación controlada es la utilización de medios de procesamiento avanzado de grandes volúmenes de información de forma que es posible aplicar algoritmos que nos ofrezcan conclusiones sobre lo que ha ocurrido en el pasado y, sobre todo y lo más interesante, lo que podría ocurrir en el futuro.

A este análisis avanzado de información se le llama comúnmente en los medios Big Data. En realidad Big Data tiene dos grandes retos tecnológicos: la adquisición y el almacenamiento de datos por un lado y el análisis, por otro. Normalmente se obvia la parte de adquisición, (si bien como ya hemos visto, no es nada trivial) y se asume la parte de “analytics” como Big Data.

Por eso, IoT y Big Data son grandes aliados. Muchas veces se utilizan y publican conclusiones bajo la etiqueta de Big Data, cuando se han utilizado datos de origen no actualizados, incompletos o con poca fiabilidad.

También, se suele atribuir erróneamente a Big Data la característica de procesamiento en “tiempo real”, es decir, que los informes se construyen según llegan los datos, algo que es menos común y en la mayoría de casos, prácticamente imposible. Las conclusiones mediante el manejo de Big Data suelen llevarse a cabo por científicos de datos que crean los modelos adecuados a cada caso y su procesamiento lleva cierto tiempo, antes de poder inferir alguna conclusión válida.

Cuadros de mando publicación y compartición de informes

Y hemos llegado a la “última capa” de la solución IoT. Toda la información que hemos conseguido recopilar, así como las funciones necesarias para el mantenimiento operativo de la infraestructura, la detección de fallos etc. necesitan una interfaz hacia el usuario.

La plataforma IoT nos permitirá acceder a una interfaz web (o una aplicación móvil) de manera que podamos disponer de una serie de apartados para visualizar la información e interactuar con la infraestructura y el resto de aplicaciones involucradas. Identificamos aquí algunas funciones estándares de este nivel.

Los cuadros de mando nos permiten acceder a parcelas de información y representación gráfica de las medidas obtenidas.

Un primer cuadro de mando nos permitirá acceder al inventario de todos los dispositivos instalados que se encuentran midiendo. Mediante un control de filtro podremos acceder a aquellos que cumplan ciertas condiciones, podremos buscar un elemento en concreto.

Además podremos tener identificados fácilmente aquellos dispositivos que queramos destacar, como por ejemplo, los dispositivos que están inactivos y que, por tanto, no están haciendo su labor. De esta forma podremos lanzar órdenes de mantenimiento.

Otros cuadros de mando pueden estar orientados por ejemplo, a la representación gráfica del comportamiento de un conjunto de elementos, como la evolución del riesgo de contaminación por zonas de una determinada ciudad.

Otro tipo de cuadros de mando pueden presentar informes por ejemplo, históricos del número de incumplimientos normativos que se han producido en el último mes.

La plataforma IoT nos ofrecerá posibilidades para construir informes y cuadros de mando a nuestro gusto y para que un volumen enorme de información, sea digerible mediante sumarios y tablas agregadas que nos permiten ir de lo general a lo particular.

Operación sobre los dispositivos

Desde otro punto de vista, en la mayoría de las ocasiones, los dispositivos de medición ofrecen capacidades de operación. La comunicación con la plataforma IoT es bidireccional.

Un dispositivo que ofrezca la posibilidad de ser reiniciado en remoto, puede ser operado desde la interfaz web de la plataforma IoT para realizar este reinicio, por ejemplo, en caso de que no se comporte como debe. Otro caso puede ser la actualización del firmware del dispositivo. De esta forma, se facilita la actuación remota para el mantenimiento sin necesidad de desplazamientos de un técnico.

Órdenes de trabajo y mantenimiento

La detección de una determinada situación puede requerir la actuación de elementos externos. Para poder abrir una actuación, la plataforma IoT ofrece de forma integrada la apertura de “tickets” u órdenes de trabajo, que incluyen la información de contexto sobre el problema detectado y pueden ser comunicados a herramientas externas o bien a los destinatarios de direcciones de correo electrónico o teléfonos.

El control de los estados de un ticket nos permitirá saber si el problema se solucionó y disponer de medidas sobre los tiempos de resolución.

Distintos usuarios y permisos para el acceso a la información

El acceso a todas las funciones que se han abordado anteriormente debe ser regulado en cuanto a los permisos de acceso a los distintos usuarios.

Por un lado, no todos los usuarios deben acceder a todas las funciones y vistas que ofrece la solución. Los perfiles técnicos deberán acceder a la parte de inventario pero, seguramente, no deberían acceder a los informes de riesgo sanitario. Del mismo modo, los usuarios de perfil médico no deberían poder acceder a las funciones de operación de los dispositivos.

Por otro lado, es necesario mantener un reparto jerárquico de acceso a las distintas áreas de información. Supongamos que existen varios organismos por distrito de una ciudad, que se encargan de supervisar los locales públicos de cada uno de estos distritos y un organismo general que tiene acceso a todos los distritos. Esta capacidad de limitar acceso a los distintos grupos de entidades y dispositivos gestionados se denomina “multitenencia” en el argot de software y es otra de las claves de la plataforma IoT para implementar esta solución con éxito.

Conclusiones

La puesta en marcha de medidas de control sanitario en los sitios de concurrencia masiva de personas y la medida de riesgo en función de los diversos parámetros que consideren las autoridades sanitarias pueden ser soportadas actualmente por tecnologías como IoT, Big Data y Blockchain.

Existen soluciones en el mercado como OpenGate de la empresa española amplía))), con más de 18 años de experiencia, capaces de responder de manera rápida y eficiente a todos los retos que se demandan en una solución de este tipo y acompañar en todo el proceso de asesoría e implantación.

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Autor: Gregorio Barrero

Responsable de Consultoría de amplía)))