Spherag — IoT para la Gestión Inteligente del Agua

El reto

Spherag ofrece soluciones innovadoras para la gestión eficiente del agua en agricultura mediante dispositivos IoT y plataformas en la nube. Necesitaban una plataforma que conectara sus dispositivos Atlas (compactos, autónomos y alimentados por energía solar) con una interfaz de usuario intuitiva para que agricultores y gestores de comunidades de regantes pudieran controlar sus sistemas de riego de forma remota.

Nuestra solución

Colaboramos con Spherag en múltiples frentes técnicos para construir un ecosistema completo:

Plataforma Cloud

• Interfaces de usuario amigables para la plataforma de gestión, con mapas interactivos, dashboards de sensores y control remoto de válvulas
• Sistema de alertas y análisis de datos en tiempo real que permite reaccionar ante condiciones adversas como fugas o sequía
• Arquitectura cloud en AWS con comunicación encriptada entre dispositivos y plataforma

Integración IoT

• Integración de sensores y dispositivos IoT compatibles con protocolos I²C, 4-20 mA y SDI-12
• Conectividad vía LTE-M, NB-IoT y EGPRS para cobertura en zonas rurales remotas
• Fuerte componente de IoT y tiempo real que permite el control instantáneo de sistemas de riego desde cualquier lugar

Protocolos de comunicación de dispositivos

La comunicación entre los dispositivos Atlas y la nube se implementó con múltiples capas de protocolo para maximizar fiabilidad en entornos rurales:

• MQTT sobre TLS para la publicación de telemetría hacia AWS IoT Core, minimizando el consumo de ancho de banda en redes celulares de baja potencia
• LTE-M como protocolo primario por su equilibrio entre alcance, consumo energético y throughput para dispositivos alimentados por energía solar
• NB-IoT como alternativa en zonas con cobertura limitada, optimizado para transmisiones de datos pequeñas y esporádicas
• EGPRS como fallback para garantizar conectividad donde las redes LPWAN aún no están desplegadas
• Device Shadow (AWS IoT) para mantener sincronizado el estado deseado vs. estado real de cada dispositivo, permitiendo control remoto incluso cuando el dispositivo está temporalmente offline

Pipeline de procesamiento de datos en tiempo real

El flujo de datos desde los sensores hasta el dashboard del usuario sigue una arquitectura event-driven:

1. Ingestión: los dispositivos Atlas publican lecturas (humedad, presión, caudal) vía MQTT a AWS IoT Core con intervalos configurables (por defecto cada 15 minutos)
2. Procesamiento: AWS Lambda procesa cada mensaje, aplica validaciones y transforma los datos crudos en métricas normalizadas
3. Almacenamiento: los datos de series temporales se persisten para análisis histórico y detección de tendencias
4. Distribución: WebSockets mantienen los dashboards actualizados en tiempo real sin necesidad de polling
5. Alertas: reglas configurables disparan notificaciones cuando las lecturas superan umbrales definidos por el usuario

Aplicaciones móviles

• Apps nativas iOS y Android para monitorización sobre el terreno
• Dashboards responsive adaptados para uso en campo con conexiones intermitentes

Arquitectura técnica

Resultados

Las soluciones han permitido a los clientes de Spherag una gestión del agua más inteligente y sostenible, reduciendo el consumo hídrico y optimizando los ciclos de riego. La plataforma opera con dispositivos Atlas que se instalan en el mismo día, sin necesidad de cableado gracias a su alimentación solar.

• Monitorización 24/7 con telemetría en tiempo real desde campo
• Reducción del 30% en consumo de agua gracias a la optimización basada en datos de sensores
• Latencia de control remoto inferior a 5 segundos para apertura/cierre de válvulas en condiciones normales de red
• Instalación en el mismo día sin cableado ni infraestructura adicional
• Alta disponibilidad con fallback automático entre protocolos de conectividad (LTE-M / NB-IoT / EGPRS)

Decisiones técnicas clave

• AWS IoT Core + MQTT: elegido frente a alternativas HTTP por su eficiencia en ancho de banda y soporte nativo para comunicación bidireccional, crítico para el control remoto de válvulas
• React + React Native: compartir lógica de negocio entre la plataforma web y las apps móviles, acelerando el desarrollo multiplataforma
• WebSockets para tiempo real: en lugar de polling, para minimizar la latencia en la visualización de datos de sensores y reducir la carga en el backend
• Arquitectura serverless (Lambda): escalado automático que se adapta al número variable de dispositivos conectados sin costes fijos de infraestructura
• Multi-protocolo celular: la estrategia de fallback LTE-M > NB-IoT > EGPRS garantiza conectividad en zonas rurales con infraestructura de red heterogénea

Stack técnico

• React (Frontend plataforma web)
• React Native (Apps móviles)
• AWS (IoT Core, Lambda, API Gateway, CloudWatch)
• IoT protocols (MQTT, LTE-M, NB-IoT, I²C, SDI-12)
• Node.js (Backend y procesamiento de datos)
• WebSockets (Tiempo real)

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