¿Qué es el Internet de las Cosas (IoT)?
Entre los diversos desarrollos tecnológicos recientes, el Internet de las Cosas (IoT) representa una de las innovaciones más disruptivas del siglo XXI, capaz de transformar sectores enteros mediante la conectividad y la inteligencia de dispositivos. Con el avance de sensores, RFID (Radio Frequency Identification), tecnologías de comunicación de baja potencia como NB-IoT y LPWAN, y plataformas de análisis de Big Data, el IoT tiene el potencial de optimizar recursos, aumentar la eficiencia operativa y acelerar la transición hacia una economía circular (CE), fortaleciendo los modelos de negocio circulares.
Sin embargo, la implementación de estas tecnologías presenta desafíos técnicos, incluyendo la estandarización de protocolos, la seguridad de los datos, y el impacto ambiental generado por la producción y el consumo energético de estos dispositivos. Para que el IoT sea una verdadera herramienta de transformación en la economía circular, estas barreras deben abordarse desde un enfoque interdisciplinario y técnico.
Capacidades del IoT en la Economía Circular
El IoT ofrece una serie de capacidades que pueden aplicarse a distintos modelos de negocio circulares, ayudando a mejorar la eficiencia de recursos y reduciendo el impacto ambiental. A continuación, profundizamos en cada una de estas capacidades:
En la economía circular, el diseño para la desmontabilidad es esencial para permitir la recuperación de materiales y la reutilización. Los datos proporcionados por el IoT permiten a las empresas mejorar continuamente sus productos en función de su rendimiento en el mundo real.
Monitoreo y sensorización avanzada
Los dispositivos IoT permiten la sensorización de variables físicas y químicas en tiempo real, como la temperatura, la humedad, el consumo de energía o el nivel de residuos generados. Estos sensores, conectados a redes inalámbricas de baja potencia (LPWAN), pueden funcionar durante años sin necesidad de mantenimiento frecuente, lo que facilita la recopilación continua de datos.
En el contexto de la CE, esta capacidad es fundamental para la optimización del uso de recursos. Por ejemplo, los sensores en sistemas de gestión de residuos pueden medir la cantidad exacta de residuos en un contenedor, permitiendo rutas de recolección optimizadas y evitando recolecciones innecesarias, lo que reduce el consumo de combustibles fósiles.
Rastreo y trazabilidad basada en IoT
El seguimiento de activos a través de tecnologías como RFID y GPS ha revolucionado la logística y la gestión de la cadena de suministro. En la economía circular, el rastreo de materiales y productos es crítico para garantizar que los componentes y materiales al final de su ciclo de vida sean recuperados y reutilizados de manera efectiva.
Los sistemas IoT pueden rastrear la ubicación y el estado de productos en tiempo real, desde la fabricación hasta el desensamblaje y reciclaje. Esto permite a las empresas tener una visión completa del ciclo de vida del producto y facilita la implementación de sistemas de “take-back” o devolución de productos al final de su uso.
Optimización basada en datos
A través del análisis de los grandes volúmenes de datos generados por dispositivos IoT, las empresas pueden optimizar sus procesos operativos y mejorar la eficiencia de sus recursos. Los algoritmos de aprendizaje automático (Machine Learning) y la inteligencia artificial (IA) juegan un papel clave al identificar patrones y realizar predicciones precisas, como el tiempo de fallo de una máquina o cuándo un recurso se agotará.
En modelos de negocio circulares, esto permite a las empresas ajustar sus cadenas de suministro de manera dinámica, reducir el desperdicio de materiales y garantizar que los productos sean reutilizados o reciclados en el momento adecuado. Por ejemplo, en la fabricación aditiva (impresión 3D), el IoT puede optimizar la cantidad exacta de material que se utiliza en la producción, minimizando el desperdicio y aumentando la eficiencia del material.
Retroalimentación para el rediseño de productos
El IoT no solo recopila datos durante el uso del producto, sino que también permite la creación de “bucles de retroalimentación” que facilitan el rediseño continuo de productos para que sean más duraderos, modulares o fáciles de reparar. Los datos recopilados a lo largo de la vida útil del producto permiten a los diseñadores identificar problemas de durabilidad o rendimiento y aplicar mejoras que extiendan su ciclo de vida.
En la economía circular, el diseño para la desmontabilidad es esencial para permitir la recuperación de materiales y la reutilización. Los datos proporcionados por el IoT permiten a las empresas mejorar continuamente sus productos en función de su rendimiento en el mundo real.
El IoT y los Modelos de Negocio Circulares
El IoT actúa como catalizador en la implementación de modelos de negocio circulares, optimizando la recuperación de valor en cada fase del ciclo de vida de los productos. Basándonos en la clasificación de modelos de negocio circulares propuesto por La Fundación Ellen MacArthur, analizaremos de qué forma estos modelos pueden ser potenciados y optimizados a través del uso de tecnologías emergentes como el Internet de las Cosas (IoT).
La figura ilustra las relaciones entre el IoT, las 6R de la economía circular y los modelos de negocio circulares. S. Ding (2023)
1. Regenerate (Regenerar)
Este modelo se basa en la regeneración de sistemas naturales y el uso de fuentes de energía renovables. Se busca devolver a los ecosistemas más de lo que se toma de ellos, restaurando la biodiversidad y los ciclos naturales. En la agricultura, esto incluye prácticas como la agricultura regenerativa, que trabaja para enriquecer el suelo y promover la salud de los ecosistemas.
Aplicación del IoT: El IoT permite la monitorización en tiempo real de los recursos naturales, facilitando la agricultura de precisión y la gestión eficiente de los ecosistemas. Sensores en el suelo pueden medir parámetros como la humedad y el contenido de nutrientes, lo que permite optimizar el uso de fertilizantes y agua, reduciendo la degradación del suelo y mejorando la productividad.
2. Share (Compartir)
Este modelo se centra en maximizar el uso de productos compartiéndolos entre múltiples usuarios. La economía compartida incluye desde el alquiler de productos (coches, herramientas, equipos industriales) hasta el intercambio de servicios. El objetivo es aumentar la utilización de los productos y evitar la necesidad de producir nuevos bienes.
Aplicación del IoT: El IoT facilita la gestión y optimización de los activos compartidos. Por ejemplo, los sistemas de bicicletas compartidas o de vehículos de alquiler pueden rastrear la ubicación, el estado y el uso de cada activo en tiempo real, lo que permite una gestión más eficiente y predictiva. Además, el mantenimiento de los productos se puede programar en función de datos de uso, lo que garantiza su durabilidad y reduce la obsolescencia prematura.
3. Optimize (Optimizar)
Este modelo implica mejorar la eficiencia de los sistemas mediante el uso de tecnologías que permitan reducir el uso de recursos, mejorar la productividad y minimizar los desechos. Se enfoca en optimizar procesos industriales, logísticos y productivos para reducir el impacto ambiental.
Aplicación del IoT: El IoT proporciona datos críticos en tiempo real que permiten la optimización de procesos en fábricas, sistemas de transporte y otros entornos industriales. Por ejemplo, los sensores de IoT pueden monitorear el consumo de energía de las máquinas y detectar problemas de funcionamiento antes de que causen fallos, permitiendo un mantenimiento predictivo. Además, el IoT puede ayudar a reducir el desperdicio de materiales ajustando los procesos productivos en función de las condiciones cambiantes.
4. Loop (Ciclo)
Este modelo se refiere a la recuperación de productos y materiales al final de su vida útil, de modo que puedan ser reutilizados, reciclados o remanufacturados en nuevos productos. La clave está en diseñar productos que puedan ser fácilmente desmontados y cuyas partes puedan ser reaprovechadas o recicladas.
Aplicación del IoT: El IoT puede mejorar la trazabilidad de los productos y componentes a lo largo de su ciclo de vida, facilitando su recuperación al final del uso. Sensores y etiquetas RFID pueden rastrear materiales específicos y garantizar que sean procesados adecuadamente al llegar a las instalaciones de reciclaje. Además, el IoT puede automatizar la identificación de materiales durante el desensamblaje de productos electrónicos, mejorando la eficiencia del reciclaje.
5. Virtualize (Virtualizar)
Este modelo se centra en reemplazar bienes físicos por servicios digitales, eliminando la necesidad de productos tangibles. Ejemplos comunes incluyen servicios de transmisión (streaming) en lugar de discos físicos, o aplicaciones que permiten la colaboración remota en lugar de reuniones presenciales, reduciendo el transporte y la necesidad de productos materiales.
Aplicación del IoT: El IoT permite la virtualización de servicios al conectar dispositivos físicos a sistemas de control remoto o plataformas digitales. Por ejemplo, los sensores de IoT en edificios permiten la gestión remota de energía, temperatura e iluminación, optimizando el consumo sin necesidad de intervenciones humanas directas. Los sistemas de IoT también pueden virtualizar la gestión de infraestructuras industriales, reduciendo la necesidad de inspecciones físicas in situ.
6. Exchange (Intercambiar)
Este modelo implica el reemplazo de productos o procesos antiguos por soluciones avanzadas que ofrezcan mayor eficiencia o menor impacto ambiental. Se centra en la sustitución de tecnologías no sostenibles por alternativas más eficientes, como la energía renovable, los materiales biodegradables o los productos que permiten la economía circular.
Aplicación del IoT: El IoT permite implementar nuevas tecnologías más sostenibles al proporcionar datos en tiempo real sobre el rendimiento de los sistemas. Por ejemplo, los medidores inteligentes (smart meters) conectados a redes eléctricas permiten el uso eficiente de energías renovables como la solar y la eólica, ajustando el suministro en función de la demanda y la disponibilidad de energía. Asimismo, el IoT permite un control más preciso de los procesos industriales, facilitando la transición hacia tecnologías más limpias.
Desafíos y Consideraciones Técnicas del IoT en la Economía Circular
Aunque el IoT tiene un enorme potencial para apoyar la economía circular, existen varios desafíos técnicos que deben ser abordados:
- Consumo energético y autonomía de dispositivos: Los dispositivos IoT, aunque consumen menos energía que sistemas tradicionales, requieren una fuente continua de alimentación. Soluciones como las redes de baja potencia (NB-IoT, LoRaWAN) y la energía solar pueden reducir el impacto energético, pero aún es un reto garantizar la autonomía de dispositivos durante largos periodos.
- Gestión de desechos electrónicos: La proliferación de dispositivos IoT genera una nueva categoría de desechos electrónicos (e-waste), lo que representa un desafío para la sostenibilidad. Es fundamental desarrollar sistemas de reciclaje y reutilización para estos dispositivos al final de su vida útil.
- Estándares y seguridad: La falta de estandarización en las tecnologías IoT dificulta su integración en diversas industrias. Además, la seguridad de los datos es una preocupación crítica, dado que los dispositivos IoT pueden ser vulnerables a ataques cibernéticos.
El Internet de las Cosas ofrece herramientas poderosas para transformar los modelos de negocio hacia una economía circular, optimizando la gestión de recursos y habilitando procesos más eficientes. Sin embargo, para que el IoT cumpla su promesa en la economía circular, es necesario abordar los desafíos técnicos y ambientales que presenta su implementación a gran escala. Las empresas deben desarrollar estrategias que combinen la eficiencia tecnológica con la sostenibilidad ambiental, asegurando que el IoT sea un catalizador para un futuro circular.
Autor: Pablo Astete Morales
Fuente: Opportunities and risks of internet of things (IoT) technologies for circular business models – S. Ding et al. (2023)