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ALIMENTACION 232 | Abril 2008

Reportaje Técnico

F. Barragán ArranzIngeniero Tec. Telecomunicaciones

Responsable de proyectos logísticos del Grupo i68

Las siglas RFID hacen referencia a “Identificación por RadioFrecuencia” y

por ello es muchas veces confundido con las comunicaciones por radiofrecuencia, empleadas en la gestión de almacenes

y otros procesos, que permiten a ciertos terminales móviles acceder a una

aplicación informática en tiempo real a través de una infraestructura de puntos de

acceso o sistema wi-fi.Básicamente, la tecnología RFID permite

hacer una lectura de un conjunto de productos, que han sido previamente

identificados mediante la asociación física de una etiqueta electrónica, sin necesidad

de contacto.

La tecnología RFID y sus aplicaciones en

la distribucións un sistema de identificación automáti-ca, que utiliza ondas de radio para reco-ger los datos grabados en una o varias etiquetas desde un interrogador dotado de una o varias antenas. El sistema “lee”

las etiquetas a través de los obstáculos hasta llegar a la información.

La etiqueta RFID, “tag” o traspondedor, es un dispositivo electrónico que contiene un diminuto procesador y una antena. El procesador lleva un número de serie único y memoria de lectura y escri-tura para identificar el producto. El interrogador, suministra alimentación eléctrica al procesador de la etiqueta a través del campo electromagnético que genera su antena, envía comandos de actuación y recoge los datos del tag. Estos interrogadores pue-den ser de mano o fijos, montados en forma de portales de lectura, y al poder ser integrados en la red local de la compañía - de forma cableada o ina-lámbrica - ofrecen información a lo largo de la cade-na de suministro.

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ro de matrícula, de Clase 1, también llamados dispo-sitivos WORM (se graban una vez y se leen múltiples veces) y de Clase 2, cuando son de Lectura/Escritura (regrabables).

Cabría hacer otra clasificación entre los tags pasi-vos (normalmente de sólo lectura) y los activos, que suelen ser regrabables, llevan alimentación eléctrica propia – mediante una pequeña batería -, pueden almacenar mayor cantidad de información y a la vez pueden incorporar sensores y otros dispositivos. Las Clases 3 y 4 regulan los tags activos.

Una tercera clasificación hace referencia a la banda de frecuencias en las que trabajan. Existen normas muy estrictas que limitan la potencia de radiación en el entorno de personas por parte de los

interrogadores, de forma que los organismos de regulación de todos los países han establecido nor-mas de utilización de estas frecuencias. Se han asig-nado cuatro bandas a la RFID: – Baja Frecuencia (LF), en 125 y 134 KHz – Alta Frecuencia (HF) en 13,56 MHz – Frecuencia Ultra-Alta (UHF) entre 860 y 950 MHz– Microondas sobre 2,4 GHz y 5,8 GHz.

En las frecuencias LF y HF, el acoplamiento entre tag y lector es inductivo, es decir, domina la parte magnética del campo, mientras que en UHF y micro-ondas el acoplamiento que domina es el eléctrico. Las bandas LF, HF y microondas no presentan pro-blemas de incompatibilidad entre distintos países, ya que se han reservado a nivel mundial para este tipo de tecnología. El problema se plantea con la UHF. Algunos países tenían ya asignada esa banda para otro tipo de transmisiones; de hecho, existen tres gamas de frecuencia UHF para la RFID: Europa en 865-869 MHz, América en 915 MHz y Asia en 950 MHz. Además, en cada país europeo, se están rea-signando bandas para liberar los canales de la RFID; por ejemplo, en España, las frecuencias aprobadas por el comité europeo ETSI, estaban siendo usadas por radioenlaces de distintas emisoras de radio.

Pero no sólo está limitada la frecuencia de utili-zación, sino también la potencia de emisión y el

La etiqueta RFID, “tag” o tras-pondedor, es un dispositivo elec-trónico que contiene un diminuto procesador y una antena Las etiquetas de RFID se pueden clasificar en dos tipos: las de sólo lectura y las de lectura y escritura

Otra clasificación posible sería entre los tags pasivos (normalmen-te de sólo lectura) y los activos, que suelen ser regrabables Una tercera clasificación hace referencia a la banda de frecuen-cias en las que trabajan En las frecuencias LF y HF, el acoplamiento entre tag y lector es inductivo, es decir, domina la parte magnética del campo, mien-tras que en UHF y microondas el acoplamiento que domina es el eléctrico

PUNTOS CLAVE

Tipos y tecnología implicada: clarificando conceptosEn cuanto a los tipos de etiquetas de RFID disponi-bles, podemos hacer una primera clasificación entre las de sólo lectura y las de lectura y escritura. Según esta clasificación, los tags pueden ser de Clase 0, cuando vienen ya grabados de fábrica con un núme-

Figura 1. Lector RFID

Figura 2. Dos tipos de tags

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tiempo máximo de comunicación entre interroga-dores y tags. La normativa europea para este ámbi-to (ETSI 302-208) establece tres sub-bandas de utili-zación: 3 canales de 200 KHz con potencia de emi-sión de 100 MW, 2 canales de 200 KHZ con potencia de 500 MW (con utilización de un 10% del ciclo útil de la señal); y 10 canales, también de 200 Khz con potencia máxima de emisión de 2 W (con utilización del 100% del ciclo útil, pero con tecnología LBT (Listen Before Talk).

Cada banda ofrece un campo de aplicaciones diferente, puesto que varían las características de distancia de lectura, velocidad de intercambio de información, sensibilidad a distintos materiales (líquidos, metales), etc. por lo que cada rango de frecuencias es aplicable a una gestión distinta.

Otro de los malentendidos que surgen a la hora de clasificar los tipos de protocolos de la RFID y su estan-darización, se refiere a la diferencia entre los llamados “protocolos aire” y los “protocolos de datos”.

Las normativas ISO 18000 definen las formas de establecer la comunicación entre el interrogador y el tag - protocolos aire -, y existe una norma para cada rango de frecuencia. Para UHF, la norma es la ISO 18000-6, englobando tres subcategorías: A, B y C. El tipo C ha absorbido la propuesta de EPC Class1 Gen2 que describimos posteriormente.

Las categorías UHF que se han impuesto en el mercado son la ISO 18000-6B, que permite almace-nar gran cantidad de información, pero su lectura es más lenta debido a los protocolos anti-colisión manejados, y la EPC Gen 2 que soporta menos volu-men de datos, con algoritmos anti-colisión de lectu-ra más rápida. La norma ISO 18000-6C ha adoptado básicamente la norma EPC Gen2, pero incorporando algunas ventajas de ISO en cuanto a capacidad de memoria del tag.

EPC o “Electronic Product Code” surgió como una solución afortunada, de establecer un estándar simple de tag de RFID, económico y de sólo lectura, con una limitada capacidad de memoria, de forma que sirviera como número de matrícula o índice, para luego acceder al resto de información asociada en una base de datos. Las normas surgieron del MIT, con la aportación del grupo de empresas de distri-bución más importantes de EE UU, entre los que destacan Wal-Mart, Unilever o Procter&Gamble. La propiedad intelectual de EPC fue adquirida por EPC Global, una joint-venture entre EAN International y Uniform Code Council, que se ha convertido en el estándar defacto del mercado.

Adicionalmente a estas normativas, existen las ISO 15961/15962/15963/24753, junto a la EPC - pro-tocolos de datos - que regulan la gestión de datos,

su codificación, su identificación única, su alimenta-ción, sensores, etc., y especialmente, la forma en que la información se estructura en el interior del tag. En este sentido, por ejemplo, el estándar EPC Gen2 establece una organización de memoria en cuatro bancos. El banco 0 contiene las contraseñas de acceso, el banco 1 contiene de forma estándar un mínimo de 96 bits, accesibles para lectura/escritura, el banco 2 el llamado “tag ID” o identificador del tag y el banco 3, contiene también una zona de libre uso.

Ventajas e inconvenientesLa RFID no pretende sustituir a los códigos de barras, ya que en muchos casos son tecnologías complementarias. La decisión de implementar RFID en una compañía, vendrá determinada por el tipo de mejora a obtener. Por ejemplo, si un almacén maneja a nivel logístico palés completos, puede que la inversión en RFID no esté justificada; sin embargo sí puede estarlo si se preparan pedidos con cajas diversas y en cada una hay que considerar su lote de fabricación, fecha de caducidad o número de serie.

Las ventajas básicas de un sistema de RFID son:– No se precisa contacto visual para la lectura de

la información del tag, por lo que es posible identi-ficar productos ocultos dentro de una caja o un palé sin abrirlos.

– La lectura global es muy rápida, ya que se pue-den recopilar datos simultáneamente desde varios tags en una única fase operativa.

– La identificación de los productos es única, no genérica como sucede con los códigos de barras. Esto permite, además, realizar un seguimiento uní-voco del número de serie, lote o cualquier otro dato de interés sobre cada producto individual.

– La capacidad de almacenamiento de datos en el tag puede ser muy superior a la del código de barras (varios Kbites de información).

Las aplicaciones de la RFID son numerosas y

se podría decir que sólo se ven limitadas por la “creatividad” de las empresas, usuarios y

proveedores

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dentro del tag. Los beneficios de la RFID no serán efectivos hasta que esta estandarización no se uni-versalice, pasando, probablemente, por el empleo del EPC Global Gen2.

Aplicaciones para distribución y alimentaciónLas aplicaciones de la RFID son numerosas y se podría decir que sólo se ven limitadas por la “crea-tividad” de las empresas, usuarios y proveedores. Se han realizado proyectos RFID desde la incorporación de lectores en los bastones de las personas inviden-tes, para ser guiadas por las calles mediante tags incrustados en aceras; hasta el seguimiento de enfermos hospitalizados, sobre cuyas pulseras RFID se van grabando las diversas pruebas que sobre ellos se realizan; pasando por el guiado automático de carretillas en almacenes, e incluso para garantizar el “pedigree” de diversos productos y protegerlos contra las falsificaciones.

En el sector de la distribución y alimentación, se han realizado varios proyectos en diversos ámbitos. Los más representativos se han producido en nues-tro país en torno a proyectos de trazabilidad en el sector cárnico, con la identificación de cada res con un tag cuya información se asocia a cada proceso de despiece, o con el empleo de tags para la identifica-ción de envases reutilizables, donde la etiqueta RFID regrabable identifica el lote a lo largo de la cadena de suministro, sobre todo en sectores de manipula-ción de frutas y verduras.

– Las lecturas pueden ser selectivas, es decir, se puede configurar un interrogador RFID para que busque un determinado tag. Por ejemplo, una pren-da de una determinada talla y color, una ubicación o una caja dentro de un almacén.

– La información grabada en el tag puede ser encriptada para que sólo puedan acceder a ella los usuarios autorizados y es susceptible de mejoras en concordancia con los avances tecnológicos.

– En resumen, la visibilidad de la RFID facilita la optimización de los stocks en la cadena de suminis-tro y su trazabilidad, especialmente en el sector alimentario.

Los inconvenientes o limitaciones en la implanta-ción de proyectos con RFID pueden ser resumidos en los siguientes puntos:

– El retorno de la inversión (ROI). Derivado fun-damentalmente del coste de los tags. Si bien este coste se ha reducido progresivamente, es cierto que dependiendo del tipo de artículo a identificar, el coste del tag puede ser aún significativo respecto al precio de venta del producto.

– Las limitaciones intrínsecas de la tecnología RFID. Las distancias de lectura varían entre unos centímetros y unos metros y además, las ondas de radio - especialmente las de UHF - se atenúan al pasar por ciertos medios como el agua y se ven reflejadas por el metal, por lo que en estos casos es imprescindible realizar pruebas de concepto y pilo-tos previas a la implantación del sistema definitivo.

– La estandarización de las bandas de frecuencia de trabajo. Los logros con la LF y la HF no han visto su equivalente con la UHF a nivel supranacional.

– La adopción de estándares universales. Como hemos visto, existen distintos protocolos tanto a la hora de definir la comunicación entre el lector y el tag, como la forma de almacenamiento de los datos

Figura 3. Tag y etiqueta de barras

Figura 4