Cómo elegir el enlace para monitoreo remoto en la Puna: LoRa, celular o satélite
Antes de elegir sensores hay que resolver una pregunta más básica: ¿cómo llegan los datos desde un sitio sin red eléctrica y, muchas veces, sin señal de celular? Esta nota resume cómo lo razono al diseñar una estación de monitoreo remoto, con los cálculos a la vista para que puedas verificarlos.
1. Las tres opciones, en una tabla
| LoRa (radio propio) | Celular 4G / LTE | Satélite | |
|---|---|---|---|
| Cuota mensual | Ninguna por datos | Plan de datos o línea | Abono o costo por mensaje |
| Consumo de energía | Muy bajo | Medio, con picos al conectar | Alto durante la transmisión |
| Cantidad de datos | Poca por mensaje | Mucha | Muy poca |
| Requisito en el sitio | Línea de vista a un gateway | Cobertura real, no la del mapa | Vista despejada al cielo |
| Cuándo conviene | Estaciones dispersas, sin señal | Cuando hay cobertura estable | Último recurso, o respaldo |
Un detalle que se olvida: el gateway de LoRa también necesita salir a internet. En un campamento eso suele resolverse con el enlace que ya tiene el campamento. Si no lo tiene, el problema vuelve a ser celular o satélite, pero en un solo punto en vez de en cada estación.
2. El límite real de LoRa no es la potencia: es la línea de vista
A 915 MHz, la pérdida en espacio libre entre dos antenas se calcula así:
A 915 MHz: FSPL ≈ 91,7 + 20·log₁₀(d)
A 30 km da unos 121 dB. Ahora el presupuesto del enlace, con valores de ejemplo conservadores:
Ganancia de las dos antenas (3+3) .. +6 dBi
Pérdidas en cables y conectores .... −2 dB
Sensibilidad del receptor .......... −130 dBm (valor conservador)
──────────────────────────────────
Presupuesto total .................. 154 dB
Pérdida a 30 km (espacio libre) .... 121 dB
Margen de desvanecimiento .......... ≈ 33 dB
Sobre el papel sobra margen. Entonces, ¿por qué los enlaces fallan? Porque a 915 MHz la limitación casi nunca es la energía de la señal sino que algo se interpone: la curvatura de la Tierra o un cerro.
Horizonte de radio
Con la atmósfera estándar, la distancia máxima a la que dos antenas se ven entre sí sobre terreno llano es aproximadamente:
- Dos antenas a 3 m: unos 14 km.
- Una a 3 m y otra a 30 m: unos 30 km.
- Una a 3 m y otra a 100 m (sobre un cerro): unos 48 km.
La conclusión práctica: una buena ubicación para el gateway vale más que potencia extra. Subir el gateway unas decenas de metros multiplica el alcance, mientras que subir la potencia solo suma unos pocos dB.
La zona de Fresnel
Que se vea la antena no alcanza: hay que mantener libre la primera zona de Fresnel, un volumen en forma de elipse alrededor de la línea recta. Su radio en el punto medio es:
Para un enlace de 30 km a 0,915 GHz, el radio es de unos 50 m. La regla habitual es mantener libre al menos el 60 % de ese radio, o sea unos 30 m sin obstáculos alrededor de la línea en el centro del tramo. Por eso los pasos por una quebrada o rozando una ladera suelen dar problemas aunque “se vea”.
3. La energía: lo que cambia a gran altura
- Hay mucho sol, pero también mucho frío. La radiación solar en altura es abundante, así que el panel rara vez es el problema. Lo que condiciona es la temperatura nocturna.
- Las baterías de litio-ferrofosfato (LiFePO₄) no deben cargarse por debajo de 0 °C. Hacerlo daña las celdas. Si el sitio baja de cero de noche, hace falta una protección que bloquee la carga con frío (o calefacción de batería) y verificarlo antes de instalar.
- Transmitir es lo que más consume. Medir cada pocos minutos y enviar un mensaje corto en lugar de un paquete grande extiende mucho la autonomía.
- Guardar localmente. Si el enlace cae, el equipo debe seguir midiendo y almacenar los datos en una tarjeta para enviarlos al recuperarse la conexión. Sin eso, cada corte es un hueco en el reporte.
4. Cómo lo decidimos en la práctica
- Relevar el sitio: ubicaciones posibles de las estaciones y de un punto alto para el gateway.
- Verificar cobertura celular con una medición real en cada punto, no con el mapa del operador.
- Calcular el enlace con el presupuesto y el perfil del terreno, y dejar un margen amplio.
- Probar en campo antes de instalar de forma definitiva, con el equipo real y las antenas reales.
- Elegir un respaldo para los datos críticos, ya sea almacenamiento local o un segundo enlace.
Una consideración regulatoria: las potencias y bandas permitidas dependen de la normativa vigente en Argentina. Antes de definir un diseño conviene verificar los límites con la autoridad correspondiente (ENACOM) y con las especificaciones del equipo que se vaya a usar.
Contanos qué necesitás medir y desde dónde. Con el relevamiento del sitio te decimos qué enlace conviene.
Escribir por mailNota relacionada: Medir ruido ambiental en la Puna: viento, fondo bajo y monitoreo continuo.
