@unpublished{upm1819,
           title = {Development of monitoring applications for refrigerated perishable goods transportation},
          school = {Agronomos},
          author = {Luis Ruiz Garc{\'i}a},
            year = {2008},
            note = {LPF-TAGRALIA},
             url = {http://oa.upm.es/1819/},
        abstract = {Perishable food products are at risk of suffering various damages along the cold chain. The parties involved should control and monitor the conditions of goods in order to ensure their quality for consumers and to comply with all legal requirements. Among environmental parameters during transport, temperature is the most important in prolonging the shelf life of the products. The aim of this PhD thesis is to improve the control during transport, storage and distribution through the development of monitoring applications. The integration of emerging information technologies can now provide real-time status updates. As a first approach, a deep review of the state of the art has been done. That includes scientific literature, websites, books, articles, etc. in different areas. After the revision various key technologies were identified: RFID, WSN, chemical sensing and fieldbus networks. The experimental work about RFID has been focused to the adaptation of miniaturized semi-passive temperature loggers for monitoring refrigerated shipments by truck. This study included an analysis of the amount of local deviations, the detection of temperature gradients, and the estimation of the minimum number of sensors that are necessary for reliable monitoring inside a truck or container. These devices are useful tools for improving the transport chain and detecting weaknesses by identifying specific problem areas where corrective actions are needed. In a first step, the RFID tags were tested by studying the temperature distribution in a pallet. Then, 15 shipments from a wholesale company in Germany in compartmented trucks were monitored, covering different temperature range conditions. Also, the potential of wireless sensor technology for monitoring fruit storage and transport conditions has been explored, focusing on ZigBee technology with special regard to two different commercial modules. The main contributions in this area relate to the analysis of battery life under refrigerated conditions and the evaluation of the reliability of communications and measurements. Psychrometric equations were used for quick assessment of changes in the absolute water content of air, allowing estimation of future water loss, and detection of condensation on the product. In the development of chemical sensing technologies, Linear Variable Filter-Infrared spectrometers (LVF-IR) for the detection of ethylene, ethanol and CO2 were tested. Reference techniques such as Gas Chromatograph (GC) and commercial ethylene and ethanol sensors are used for comparison. The results prove that commercial available sensors are not able to distinguish between ethylene and ethanol, while LVF-IR is able to segregate between both. A few fieldbus systems have evolved into de facto standards. Of these, CAN (controller area network)-based systems are the basis for road vehicle systems (SAE J1939 and ISO 11992) and for ships (NMEA 2000). The use of standardized CAN technology can improve monitoring transports, ensuring the inter-operability of the system. The specifications needed in a CANbus device compatible with SAEJ1939 for monitoring international fruit transport were defined. Main innovation is that the system has to manage multidistributed information like temperature, air flow, moisture, condensation and concentration of volatile compounds, allow intercommunication with further accessible stations, and perform intelligent control of the cooling system. Finally, the information from monitoring was used in the development of a software prototype based on web service technologies that offers new features in traceability management. Using web-based systems for data processing, storage and transfer offers a very flexible way of information access, networking and usability. The idea was to integrate information from precision farming together with the information registered during the transport and delivery from intelligent transport systems into a single traceability system. The system enables detection of food safety risks, like for example breaks in the cold chain, triggering alerts about temperature abuse. Thus, this traceability system represents an effective way to increase food safety and quality, build confidence and commitment to and by consumers. Resumen Supervisar el almacenamiento, transporte y distribuci{\'o}n de los productos agroalimentarios perecederos es fundamental para garantizar su calidad de cara al consumidor final. Estos productos, tales como frutas, verduras, carne o pescado, pueden sufrir da{\~n}os y p{\'e}rdida de calidad debido a descontroles durante su log{\'i}stica. Dentro de los distintos factores que afectan a la vida {\'u}til de los productos, la temperatura es el m{\'a}s importante de ellos. El prop{\'o}sito de esta tesis doctoral es mejorar el control y la supervisi{\'o}n durante la cadena de frio, a trav{\'e}s del desarrollo de sistemas de monitorizaci{\'o}n. Para ello se han utilizado diversas tecnolog{\'i}as emergentes, de reciente aparici{\'o}n. Como primer paso, se hizo una revisi{\'o}n del estado del arte. En este proceso se tuvieron en cuenta revistas cient{\'i}ficas, normas, patentes, webs, libros, art{\'i}culos de divulgaci{\'o}n y otras publicaciones de m{\'u}ltiples disciplinas relacionadas con el tema de la tesis. Despu{\'e}s de la revisi{\'o}n se identificaron varias tecnolog{\'i}as clave para el desarrollo de sistemas de monitorizaci{\'o}n. Entre ellas destacan las redes inal{\'a}mbricas de sensores (WSN) y los sistemas de identificaci{\'o}n por radio frecuencia (RFID). El trabajo experimental sobre RFID se ha centrado en la aplicaci{\'o}n de dispositivos semi-pasivos que incorporan sensores de temperatura de tal manera que permiten supervisar transportes frigor{\'i}ficos. Este estudio incluy{\'o} el an{\'a}lisis de de las desviaciones respecto de la temperatura de consigna, la detecci{\'o}n de gradientes de temperatura y la estimaci{\'o}n del n{\'u}mero m{\'i}nimo de sensores que son necesarios para una monitorizaci{\'o}n fiable en un camiones frigor{\'i}ficos. Los dispositivos utilizados han sido {\'u}tiles en la mejora de la log{\'i}stica de la cadena de frio, detectando puntos d{\'e}biles, mediante la identificaci{\'o}n de {\'a}reas problem{\'a}ticas donde es necesario realizar acciones correctivas. Como primer paso se realizo un estudio comparativo de tres sistemas RFID, esto permiti{\'o} seleccionar el que tenia las mejores prestaciones, para a continuaci{\'o}n instalar 48 de estos dispositivos en un pallet, para estudiar la distribuci{\'o}n de temperaturas. Finalmente, se monitorizaron 15 camiones frigor{\'i}ficos compartimentados, a diferentes temperaturas de consigna. Por otro lado, se explor{\'o} el potencial de las redes inal{\'a}mbricas de sensores para monitorizar almacenes de frutas y condiciones de transporte. Los experimentos se centraron en la tecnolog{\'i}a ZigBee, en concreto en las prestaciones de dos m{\'o}dulos. La mayor contribuci{\'o}n en esta {\'a}rea fue el an{\'a}lisis de la duraci{\'o}n de las bater{\'i}as bajo condiciones frigor{\'i}ficas y la evaluaci{\'o}n de la fiabilidad de las comunicaciones y de las medidas. La aplicaci{\'o}n del modelo psicrom{\'e}trico de la ASABE permiti{\'o} la detecci{\'o}n inmediata de los cambios en contenido del agua del ambiente, estimar la condensaci{\'o}n sobre la superficie del producto y las p{\'e}rdidas de agua del mismo. Los ap{\'e}ndices de la tesis recogen una serie de estudios complementarios como son la sens{\'o}rica de gases, las redes de control mediante buses de campo y los sistemas de trazabilidad. En el {\'a}mbito de la sens{\'o}rica de gases se estudiaron espectrofot{\'o}metros de infrarrojos con filtros lineales variables (LVF-IR), espec{\'i}ficos para la detecci{\'o}n de etileno, etanol y CO2. Como t{\'e}cnicas de referencia se utiliz{\'o} la cromatograf{\'i}a de gases y sensores comerciales de etileno y etanol. El resultado prob{\'o} la especificidad de los sensores LVF-IR para la segregaci{\'o}n entre etileno y etanol, en contraposici{\'o}n con los sensores comerciales. En el {\'a}mbito de las redes de control mediante buses de campo, en los {\'u}ltimos a{\~n}os una serie de sistemas se han constituido en los est{\'a}ndares de facto. Entre ellos, la tecnolog{\'i}a CAN (redes de control de {\'a}rea), suponen la base de las l{\'i}neas de comunicaci{\'o}n en veh{\'i}culos, mediante los protocolos SAE J1939 e ISO 11992, y para barcos, a trav{\'e}s del protocolo NMEA 2000. El uso de los est{\'a}ndares CAN puede mejor la monitorizaci{\'o}n de los transportes, ya que permite la interoperabilidad del sistema en los distintos {\'a}mbitos de transporte. La principal innovaci{\'o}n es que el sistema debe manejar informaci{\'o}n multidistribuida como la temperatura, el flujo de aire, humedad, condensaci{\'o}n y concentraci{\'o}n de compuestos vol{\'a}tiles, permitiendo la intercomunicaci{\'o}n con centros de supervisi{\'o}n remotos, que posibiliten el control a distancia de la unidad. Finalmente, se desarrollo un prototipo de software para el control de la trazabilidad, basado en la tecnolog{\'i}a de servicios web. Dicho prototipo ha permitido integrar, en un mismo sistema de trazabilidad, la informaci{\'o}n procedente de la agricultura de precisi{\'o}n junto con la informaci{\'o}n registrada durante la supervisi{\'o}n del transporte y distribuci{\'o}n. El sistema desarrollado permite la detecci{\'o}n de anomal{\'i}as, como por ejemplo la ruptura de la cadena de frio, detectando descontroles en la temperatura. De esta manera, este sistema de trazabilidad representa una efectiva forma de incrementar la seguridad y la calidad, generando confianza para y por lo consumidores }
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