Ing. Alexander ESLAVA SARMIENTO
Consultor Portuario
Especialista en Logística Internacional
COLOMBIA
Cuando el Titanic impactó contra un iceberg, frente a la costa de Terranova en 1912, la información sobre los icebergs a la deriva no logró llegar a los oficiales del buque ni a los navegantes, y pasó mucho tiempo antes de que los buques que transitaban cerca recibieran la solicitud de asistencia. Si los navegantes del Titanic hubieran recibido información a tiempo, habrían podido elegir otra ruta más segura, y el siniestro se habría podido evitar. Desde los días del Titanic a hoy en día, el florecimiento de las Tecnologías de la Información y Comunicación ha ocurrido de manera exponencial, dirigiéndose hacia la transformación digital del transporte marítimo, siendo las tecnologías disruptivas de la Industria 4.0 (I4.0) uno de los factores impulsores más importantes para su sostenibilidad. Redes logísticas marítimas facilitadas por Internet, digitalización y la comunicación por satélite propicia que los buques no sólo satisfagan las demandas actuales del comercio global, sino que también sean capaces de interactuar entre sí para que puedan atender las necesidades del futuro.
La digitalización en el transporte marítimo se entiende como un cambio en el modelo de negocio estándar mediante la implementación exitosa de las tecnologías disruptivas de la I4.0. Estas tecnologías permiten la mejora de productos, la creación de nuevos servicios y la capacidad de refinar los modelos de negocio para una mejor comunicación en la cadena de valor; serán la base del futuro ecosistema del transporte marítimo en el que sistemas ciberfísicos específicos “buques inteligentes”, caracterizados por nuevos criterios de diseño y requisitos operativos, sustituirán a los buques tradicionales en un ecosistema totalmente interconectado: Transporte Marítimo 4.0, «Shipping 4.0», con mayor eficiencia y sostenibilidad, reduciendo costos operativos, aumentando, aumentando los ingresos generales y ampliando la vida útil de los buques. Los buques del futuro cumplirán con estrictos requisitos relacionados con la contaminación y la eficiencia energética; capaces de comunicarse de forma autónoma y poder controlarse entre sí.
En la actualidad, el transporte marítimo está experimentando transición hacia su cuarta revolución técnica: el transporte cibernético o comúnmente conocido como Transporte Marítimo 4.0 «Shipping 4.0». Esta no es la primera revolución en la industria del transporte marítimo. La primera ocurrió alrededor de 1800 con la introducción de las máquinas de vapor en sustitución de las velas. La segunda se produjo en torno a 1910 con la invención del motor diésel. En torno a 1970, la introducción de los sistemas informáticos y la automatización en el transporte marítimo dieron lugar a la tercera revolución. La revolución actual, la cuarta, está introduciendo la digitalización en todos los aspectos del ecosistema del transporte marítimo. La visión del transporte marítimo 4.0 es la utilización generalizada de las tecnologías disruptivas de la I4.0 en el ámbito del transporte marítimo.
El potencial de la digitalización en la era Transporte Marítimo 4.0 «Shipping 4.0» es amplio y abarca desde el manejo físico de los buques hasta la planificación y gestión de una flota global a niveles operativos y estratégicos. Estos avances se centran no sólo en la productividad operativa, sino también en cuestiones de seguridad. Esto se refiere tanto a la prevención de eventos adversos como colisiones y encallamientos mediante la detección temprana y una mejor navegación de los buques como a la mitigación de eventos adversos como la limpieza de derrames de combustible mediante el uso de tecnologías avanzadas de seguimiento y rastreo y equipos autónomos. Este potencial se basa y se materializa a través de tecnologías y técnicas innovadoras que apuntan a optimizar la eficiencia operativa, la protección del medio ambiente y la toma de decisiones basadas en modelos de predicción de última generación. Para tal, se requiere cambios de paradigma cultural y empresarial en la forma en que se ofrece valor a los clientes mediante la rápida adopción de estas tecnologías disruptivas, tecnologías que presentan las siguientes características y tipo de apoyo al transporte marítimo global de mercancías:
Sistemas Ciberfísicos (SC). Es un sistema en el que el ciberespacio y el espacio físico están más estrechamente vinculados, en el que la información de la realidad (física) se lleva a un espacio virtual (cibernético) mediante una computadora, y los resultados del análisis de la potencia computacional de esta se retroalimentan para obtener resultados óptimos en el mundo real. Es un sistema en el que el ciberespacio y el espacio físico están más que estrechamente vinculados. En el Transporte Marítimo 4.0 «Shipping 4.0» interconecta infraestructuras físicas y computacionales para el desarrollo de buques autónomos, con el objetivo de mitigar el riesgo de accidentes, prevención de colisiones, optimización de la navegación y seguimiento de los movimientos de los buques; planificación, ejecución y seguimiento de rutas; seguridad en la navegación a través de datos precisos y fiables sobre posición, navegación y tiempo.
Internet de las Cosas (IoT). Se refiere a una red dinámica global que vincula objetos físicos y virtuales identificados de forma única con el propósito de comunicarse, configurarse y activarse; es una red de dispositivos interconectados que pueden compartir datos e información a través de Internet. Esto incluye autonomía y privacidad para la gestión y recopilación de datos. La IoT hace que estos dispositivos sean más inteligentes y los procesos más eficientes al recopilar y analizar datos de ellos. En el Transporte Marítimo 4.0 «Shipping 4.0», la IoT permite el monitoreo de condición y remoto de equipos críticos a bordo, lo que a su vez mejora la confiabilidad y seguridad del sistema. Además de monitorear buques, permite rastrear y monitorear las actividades de carga. Contenedores inteligentes conectados a la red de IoT permite, en tiempo real, el control del microclima interno del contenedor marítimo que transporta cargas sensibles (perecederas); controla la temperatura y los niveles de humedad en el interior del contenedor y transfiere los datos en tiempo real a un centro de datos. Basándose en algoritmos avanzados, el centro puede tomar decisiones analíticas, transferirlas de vuelta al contenedor e implementarlas mediante los dispositivos instalados en los contenedores
La IoT incluye tecnologías satelitales y telemáticas, que tienen el potencial de mejorar considerablemente la navegación; separa las áreas de mayor tráfico agrupadas de las de menor para aumentar la disponibilidad de puertos y rutas y mitigar el riesgo de accidentes; simula el flujo de tráfico marítimo y disminuye los riesgos de navegación; proporcionar datos sobre la ubicación, la seguridad, el estado y la liquidación de la carga a clientes, transportistas, puertos y socios de telefonía móvil; recopila, procesa y analiza datos en tiempo real para verificar la disponibilidad de atraque en un puerto, el clima, las previsiones de mareas e información necesaria para la toma de decisiones eficiente por parte de la tripulación de un buque; recopila información sobre el clima, el medio ambiente y el estado de navegación del buque, antes de transmitir los datos a un centro basado en la nube para su procesamiento. Después del análisis, los patrones operativos recomendados pueden transmitirse al capitán del buque para ayudar a la tripulación a ajustar el viaje o reparar el buque. Esto ayuda a reducir la probabilidad de accidentes y aumenta la seguridad general del viaje
Computación en la Nube (CN). Servicio informático que permite el almacenamiento y procesamiento de datos o recursos a través de unidades informáticas conectadas por redes de Internet Física (IP). La CN proporciona accesibilidad a los datos desde fuera de las instalaciones. Es un software escalable en línea, que requiere que los usuarios solo tengan dispositivos accesibles y un navegador web estándar para usarlo; ofrece flexibilidad (las personas pueden acceder a la plataforma desde cualquier lugar); agilidad (las empresas pueden ofrecer nuevos servicios en el menor tiempo posible, lo que da como resultado la satisfacción de las necesidades rápidamente cambiantes de los clientes); escalabilidad (es fácil para ajustar los recursos informáticos de acuerdo con el entorno empresarial; proporciona un procesamiento de datos más rápido). Por tanto, es una plataforma para almacenar grandes volúmenes de datos y compartirlos de forma flexible entre diferentes partes interesadas.
La CN En el Transporte Marítimo 4.0 «Shipping 4.0» se conoce como Nube Marítima (NM), que es una parte vital de los sistemas de navegación electrónica modernos. Esta última se define como la recopilación, integración, intercambio, presentación y análisis armonizados de información marítima a bordo y en tierra por medios electrónicos para mejorar la navegación de “Muelle a Muelle” y los servicios relacionados para la seguridad y protección en el mar y la protección del medio marino. La NM facilita el intercambio de información y documentos relevantes entre las partes interesadas (empresas, agentes, autoridades, operadores, importadores, exportadores, otros); mejora la eficiencia de las operaciones de los buques mediante el análisis continuo de los parámetros del buque y el asesoramiento sobre el ajuste óptimo del mismo; comparte y almacena varios tipos de datos internos, como la posición, el tipo de buque, información sobre el buque cercano, detección de obstáculos cercanos y datos externos como identificación de elementos, clima, lluvia, nieve, olas y presión atmosférica. Los datos computados o almacenados se utilizan ampliamente en el sistema de tráfico de buques «Vessel Traffic Services (VTS)». La NM ofrece mejoras inmediatas y visibles en la gestión y elaboración de informes de documentos, ya que permite que el personal en tierra y en alta mar acceda de forma segura a la información según sea necesario
Inteligencia Artificial (IA). Es un sistema informático que puede aprender a partir de datos, reconocer la correlación entre patrones de conjuntos de datos específicos y decidir finalmente las direcciones de las acciones con limitaciones (o incluso sin ninguna) intervención humana. En el Transporte Marítimo 4.0 «Shipping 4.0», la IA optimiza actividades comerciales u operativas, tales como activos, planificación de flotas y monitoreo del cumplimiento relacionado con regulaciones ambientales; reconoce la situación circundante de los buques y apoya variedad de tareas relacionadas con la navegación, como la detección de otros buques u obstáculos en las proximidades del mismo, o maniobras y prevención de colisiones; facilita la determinación de la mejores rutas y velocidad en viajes; apoya en el desarrollo de buques autónomos la optimización de rutas y el sistema de identificación automática; analiza datos y determina si los motores u otros sistemas del buque necesitan mantenimiento; ayuda a las compañías de seguros a analizar cantidades masivas de datos para un cálculo más eficaz de las primas; en la evaluación de los buques le ahorra tiempo a las compañías de seguros; ajusta la ruta de envío, asigna rutas optimizadas, y evita riesgos potenciales y/o ahorra costos.
Big-Data (BD). Permite la recopilación y evaluación de datos de diferentes fuentes para respaldar la toma de decisiones en tiempo real. BD brinda la capacidad de recopilar datos en tiempo real para suministrar información correcta para el propósito correcto en el momento correcto a la persona correcta. Es una forma de gestionar grandes volúmenes de datos con el fin de encontrar cualquier modelo, patrón o respuesta útil. En el Transporte Marítimo 4.0 «Shipping 4.0», BD recopila y evalúa datos relacionados con condiciones meteorológicas y del mar, ubicación del buque, velocidad y navegación electrónica, esto mejorará la navegación a través de detección anormal y anticipación de peligros; contribuye a una mejor planificación de la flota (planificación de servicios, asignación de flota y fletamento) así como la optimización de la operación del buque (operación segura y energéticamente eficiente, y gestión de horarios); aporta valor al diseño de redes, al enrutamiento de contenedores marítimos y la compra de combustible. Con los datos obtenidos del seguimiento de las rutas y los procesos se puede determinar congestiones en las rutas marítimas, se puede mitigar el riesgo de accidentes, la duración del viaje y la cantidad de emisiones de carbono.
La tecnología BD divide las zonas marítimas en grupos de distintos niveles de congestión, lo que permite regular el transporte del buque y su tiempo de viaje; para indicar áreas marítimas exigentes para la navegación; para evaluar parámetros de flujo de buques en condiciones climáticas extremas; apoya la toma de decisiones en mal tiempo; analiza datos históricos inmediatos o de corto plazo para ofrecer apoyo a la toma de decisiones sobre las posibilidades de optimización actuales relacionadas con el consumo de combustible, los movimientos del buque u otros parámetros del mismo; orientación operativa sobre las mejores prácticas, control del estado técnico y la planificación del mantenimiento; determina restricciones operativas estadísticas para ciertas rutas o sugerencias más generales de mejores prácticas para la flota; analiza el rendimiento técnico procedimientos técnicos y operativos, como estrategias de mantenimiento, optimización de viajes, rendimiento del revestimiento del casco; optimiza el servicio de los equipos
Tecnología Blockchain (TB). Es una tecnología disruptiva basada en un libro de contabilidad distribuido que se utiliza para generar confianza en las transacciones de activos, dinero, información, etc. La TB es base criptomonedas, como Bitcoin, Ethereum, Litecoin, USD Coin, otras. Blockchain es un libro de contabilidad inmutable; una vez que se registra una transacción, es difícil cambiarla o eliminarla. Este proceso está asegurado con algoritmos criptográficos y se basa en la noción de consenso. El consenso es un mecanismo mediante el cual una red de nodos ofrece un orden garantizado de las transacciones y valida el bloque de transacciones (cadena de bloques). En el Transporte Marítimo 4.0 «Shipping 4.0», la TB digitaliza los procedimientos operativos, incluida la documentación, el Conocimiento de Embarque (B/L) y el despacho de aduanas; proporciona transacciones seguras, reduce los riesgos operativos de los buques y predice, precisa y automatiza las transacciones comerciales de las compañías navieras; rastrea y monitorea cargas altamente sensibles y el financiamiento de la Cadena Global de Suministro (CGS), los conocimientos de embarque electrónicos (e-BL), las operaciones de los buques, las operaciones portuarias, los seguros marítimos, la financiación de los buques, el registro de los buques y la certificación de los marineros. El seguimiento de la carga permite predecir y programar los cambios necesarios debido a desviaciones que pueden ser causadas por diferentes factores, tales como documentos faltantes o incorrectos, cambios de programación, errores de manejo; optimiza el capital de trabajo entre los miembros de la CGS y prevé problemas financieros. La TB transfiere todo el proceso de la CGS a la cadena de bloques, de modo que todos los participantes pueden comunicarse, comerciar y enviarse documentos de forma segura; permite una mayor transparencia para todas las partes implicadas, ya que cada una puede acceder libremente a la información relevante en tiempo real en la cadena de bloques; promueve el uso de contratos inteligentes que aborden un escenario en el que las dos partes del contrato no se encuentran en el mismo lugar.
La TB simplifica el proceso de transacción y reduce los tiempos de demora de un B/L de papel, como las actividades fraudulentas que surgen de la falsificación o pérdida de este; el e-BL tiene el potencial aumentar la eficiencia de las transferencias entre compradores y vendedores y de mejorar la seguridad de la información de todo el proceso; todas las transacciones del e-BL se registran en la blockchain en orden cronológico. Debido a la propiedad irreversible de las transacciones de la TB, nadie puede cambiar nada una vez que el e-BL se ha transferido a otro propietario, lo que garantiza que nadie pueda manipular fácilmente un e-BL. Esto también significa que un e-BL registrado en Blockchain se puede utilizar para rastrear el historial de propiedad del e-BL a través de la verificación de las firmas involucradas. La TB también se usa ampliamente en pagos transfronterizos y depósito en garantía; y en seguros marítimos en la gestión de reclamaciones de suscripción y la reducción del fraude. Esto permite a las aseguradoras mejorar sus evaluaciones y la eficiencia de la gestión de reclamos y reducir el riesgo de fraude.
Simulación Inteligente (SI). La SI, en el Transporte Marítimo 4.0 «Shipping 4.0», se utiliza en la capacitación de la tripulación marítima, lo que aumenta la seguridad del buque y la navegación. Como la mayoría de los accidentes de buque están relacionados con errores humanos y, especialmente, fallas de los navegantes, simular las decisiones de los navegantes ayuda a analizar mejor sus comportamientos y reducir las decisiones incorrectas. Los simuladores marítimos se utilizan ampliamente para este propósito, imitando los escenarios relevantes que generalmente se encuentran en el puente y la sala de máquinas del buque. Además de los escenarios simulados, se puede agregar una nueva capa de información, aumentando así la situación real, ayudando a indicar la ubicación del objeto, la velocidad de los buques circundantes y la predicción del movimiento del buque, así como el riesgo potencial de colisión. Estos sistemas también pueden utilizarse como sistemas de apoyo a la navegación en rutas y puertos congestionados.
La SI ayuda a diseñar vías fluviales y puentes para optimizar el trazado de las rutas de los buques, tanto de forma tradicional como autónoma y con una intervención humana limitada, lo que en última instancia conduce a la mitigación de los riesgos de colisión y encallamiento. Simular la llegada de los buques a cada puerto puede acortar el tiempo de servicio del puerto y disminuir las demoras por fondeo y mareas, sin aumentar los riesgos de accidentes. Se pueden emplear métodos de SI para analizar la respuesta de la estructura del casco a un impacto accidental, lo que permite identificar los materiales más adecuados para soportar el daño. Además, la simulación del progreso de un accidente de encallamiento permite detectar el desarrollo de fracturas en la estructura del casco.
Realidad Aumentada (RA). Esta tecnología se utiliza en gráficos por computadora en 3D y Realidad Virtual para detectar congestiones portuarias; ampliamente aplicable en la formación de la gente de mar y en la industria de la construcción naval. Al entrenar al personal, la RA ayuda a determinar su desempeño al enfrentar una situación desafiante como un accidente. La determinación mencionada se puede realizar simulando el comportamiento de los buques en un rango para identificar la probabilidad de un accidente. La SI en el Transporte Marítimo 4.0 «Shipping 4.0», se utiliza para determina ubicaciones peligrosas, en la navegación, en la programación de buques para evitar congestiones, para estimar la probabilidad y las consecuencias de los accidentes marítimos necesarios en la evaluación de riesgos, o en el diseño de la forma óptima de las vías navegables. Desde la perspectiva de un buque, se puede utilizar para desarrollar instrucciones detalladas sobre el uso óptimo y seguro de las vías; para proporcionar alertas tempranas sobre las condiciones del mar que conducen a comportamientos peligrosos del buque, o para desarrollar límites de diseño del buque, permitiendo optimizar los diseños existentes de acuerdo con las condiciones operativas y ambientales.
Puerto Inteligente «Smart Port». Tiene como objetivo adoptar tecnologías disruptivas de la I4.0, con el objeto de permitir una mejor planeación y gestión dentro y entre las unidades del ecosistema del transporte marítimo, incluye sistemas que apoyan las herramientas para el manejo de carga, la gestión del tráfico, el trato con la aduana, la provisión de condiciones de seguridad y el monitoreo de la energía a usar. La digitalización de los puertos es posible gracias a las redes 5G, que ofrecen baja latencia, alta capacidad y mayor ancho de banda, lo que permite la recopilación y el procesamiento inteligente de grandes volúmenes de datos compartidos a través de una infraestructura de red de información de IoT. La tecnología 5G respalda principalmente los objetivos de la Internet Física (IF): mejorar la eficiencia logística y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Un puerto inteligente se logra mediante dispositivos inalámbricos, sensores inteligentes, actuadores, centros de datos y sistemas basados en IoT, que se conectan e intercambian información. La comunicación fluida de los buques, las cargas y las instalaciones marítimas, fluviales y costeras, basada en tecnologías 5G e IoT, constituye la infraestructura del puerto inteligente y da forma al potencial de innovación de los servicios y aplicaciones de logística marítima emergente. La eficiencia, la seguridad y la protección de las operaciones portuarias y el logro de los objetivos de desarrollo sostenible altamente prioritarios se mejoran sustancialmente mediante la automatización de las operaciones portuarias, como la gestión de buques, las operaciones de terminales de contenedores y la automatización de patios. La competitividad y el posicionamiento competitivo de los puertos como nodos de múltiples redes de CSG son de suma importancia y están directamente determinados por la estrategia digital adoptada y las infraestructuras implementadas en cada puerto.
Las tecnologías disruptivas de la I4.0 arriba expuestas, junto con los equipos inteligentes y los sistemas de control, proporcionarán un nuevo ecosistema de la industria del transporte marítimo que satisfará necesidades del futuro; introducirá buques no tripulados y autónomos que serán operados por máquinas inteligentes. En efecto, hay varias razones para que las compañías navieras adopten el transporte marítimo autónomo. Sacar a los marineros de a bordo es un incentivo importante. Esto no sólo reduce los costos laborales, sino que, lo que es más importante, mejora la seguridad al eliminar el factor humano a bordo. De hecho, entre el 75 % y el 96 % de los accidentes marítimos se deben directa o indirectamente a acciones humanas erróneas. Además, los buques no tripulados mejoran la eficiencia al asignar más espacio para carga de pago, ahorrando combustible y reduciendo emisiones contaminantes. Sin embargo, la integración de la digitalización en el transporte marítimo a bordo y en tierra no será instantánea ni revolucionaria. Este cambio será gradual y evolutivo. La introducción de buques autónomos en el ecosistema marítimo implica un cambio fundamental en la interacción entre el buque y otros buques, los puertos y las autoridades marítimas.
En el proceso de digitalización del ecosistema del transporte marítimo «Shipping 4.0» participan actores de todos los componentes del ecosistema del transporte marítimo, desde la gestión de los buques y los puertos, las autoridades de las vías interiores navegables y portuarias, los operadores de terminales, las compañías navieras hasta las compañías de camiones, ferrocarriles y barcazas. El intercambio de datos entre todos los actores mejora el flujo de tráfico, lo que se traduce en menores tiempos de espera para los buques, y operaciones de carga más eficientes en los puertos, mejora la eficiencia, reduce los costos, aumenta la confiabilidad y disminuye los tiempos de espera de los buques en los puertos del mundo. Este proceso de transformación gradual puede considerarse un desafío. Esto es importante porque representa una oportunidad para una mayor conectividad en la industria del transporte marítimo. La conectividad avanzada allana el camino para la introducción de un transporte marítimo autónomo y digital que requiere una interacción inteligente en lugar de una simple interacción física.
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