Si le preguntas a un capitán qué es un sistema de puente integrado (IBS, por sus siglas en inglés), escucharás una mezcla de jerga de marketing e historias personales. Si se lo preguntas a un inspector de clasificación, obtendrás una respuesta bastante precisa basada en las normas de la OMI y la IEC. El comprador, que debe especificar el hardware, se encuentra en una posición intermedia. Un IBS es más que un conjunto de monitores conectados entre sí, y comprender esta distinción es la diferencia entre un espacio de trabajo que obtiene la homologación a la primera y uno que debe reconstruirse durante las pruebas de mar. Esta guía explica qué se considera un IBS, qué subsistemas lo componen, qué normas se aplican y cómo la arquitectura modifica las pantallas y los ordenadores que se instalan detrás del timón.
¿Qué se considera un sistema de puentes integrado?
Un sistema de puente integrado, generalmente abreviado como IBS, es un conjunto coordinado de estaciones de trabajo de navegación y control del buque que comparten datos, alarmas y control a través de una red troncal común. La definición de la OMI en las Normas de rendimiento para sistemas de puente integrados, MSC.64(67) Anexo 1, lo describe como una combinación de sistemas interconectados que permiten el acceso centralizado a la información de los sensores o al mando y control desde las estaciones de trabajo, con el objetivo de aumentar la seguridad y la eficiencia de la gestión del buque por parte de personal debidamente cualificado. Esta definición es muy completa. La clave está en la interconexión. Dos plotters ECDIS y un radar atornillados al techo no constituyen un IBS. Son simplemente tres cajas cercanas entre sí.
¿De dónde surgió el concepto de SII?
El concepto IBS se formalizó a finales de la década de 1990, cuando los puentes de mando comenzaron a acumular pantallas dedicadas para la visualización de cartas náuticas, radar, mando, piloto automático, AIS y monitorización de motores. Cada sistema tenía su propia interfaz de usuario, su propia política de alarmas y su propio modo de fallo. Los oficiales de guardia terminaban revisando ocho pantallas diferentes y reconociendo alarmas duplicadas de tres fuentes distintas. La respuesta de la OMI fue definir cómo debían conectarse esos sistemas, compartir datos a través de una red documentada, presentar las alarmas mediante una jerarquía única y dirigir el control a la estación de trabajo que estuviera utilizando el oficial de guardia.
En qué se diferencia un IBS de un conjunto de dispositivos electrónicos independientes.
Un puente de mando independiente cuenta con sistemas electrónicos de navegación que pueden funcionar de forma autónoma. El plotter dibuja cartas náuticas independientemente de si el radar está encendido o apagado. Un sistema IBS es lo opuesto. Cada estación de trabajo está diseñada para compartir datos de sensores con las demás a través de una red LAN tolerante a fallos, generalmente un par de anillos Ethernet redundantes, y para conmutar a una estación de trabajo par si su propio hardware falla. Esta única decisión de diseño es la que activa el estándar de rendimiento del IBS. Una vez que las estaciones de trabajo comparten datos de sensores y se respaldan mutuamente, el sistema debe ser homologado como un todo, no por partes.
¿Qué subsistemas se encuentran dentro de un sistema de puente integrado?
Un IBS se basa en un conjunto de funciones esenciales que la norma MSC.64(67) denomina estaciones de tareas. El número exacto y la disposición varían según la clase de buque, pero todo IBS moderno incluye planificación de travesía, monitorización de ruta, prevención de colisiones, dirección automática, control manual, gestión de alarmas y una interfaz documentada con los sistemas de motor y carga. En un granelero comercial, la disposición podría constar de dos estaciones de trabajo y una pantalla de mando. En un buque auxiliar naval, podría constar de cinco estaciones de trabajo, dos pantallas de mando y una posición táctica específica. Las funciones son las mismas; lo que cambia es el espacio físico.
Planificación de viajes y ECDIS
La estación de trabajo ECDIS suele ser el punto de referencia visual del puente. Es donde se planifica la ruta, se supervisa la carta náutica y se lleva a cabo la mayor parte de la vigilancia diaria. Dentro de un IBS, el ECDIS no es opcional. El Reglamento 19 del Capítulo V del Convenio SOLAS exige el ECDIS en la mayoría de los buques de la clase SOLAS, y el estándar de rendimiento del IBS exige que el ECDIS sea la estación principal de tareas de supervisión de ruta. Esto significa que la pantalla detrás de ella debe cumplir tanto con el estándar de presentación del ECDIS como con el entorno más amplio del IBS. Antes de aprobar un panel, conviene revisar Qué significa realmente la homologación de tipo para la visualización del gráfico., porque un monitor compatible con ECDIS que no esté homologado como parte del sistema no satisfará al inspector de IBS.
Radar, AIS y navegación
La estación de radar envía datos de objetivos al ECDIS y a la pantalla de mando. Los datos AIS se superponen en ambas. La pantalla de mando es un sistema independiente: una lectura de formato fijo de rumbo, velocidad sobre el terreno, velocidad de giro, ángulo del timón y telegrama del motor, presentada de forma que cualquier oficial de guardia pueda leerla de un vistazo sin necesidad de manejar una interfaz de usuario. Esta pantalla de mando es una de las posiciones de monitor más exigentes del puente, ya que está siempre operativa. Se encuentra en un soporte fijo, a menudo sobre la ventana central, y debe permanecer legible desde el amanecer hasta la medianoche sin intervención del operador.
Dirección, piloto automático y control de trayectoria
Un IBS incluye un piloto automático con una interfaz documentada al ECDIS para el control de la trayectoria, además de una posición de dirección manual independiente. La lógica de control se divide entre dos procesadores físicamente separados para que una falla en una ruta no afecte a ambas. Este requisito de redundancia se refleja directamente en las especificaciones del ordenador detrás de la estación de trabajo. El hardware de procesamiento debe seguir funcionando a través de vibraciones, transitorios de voltaje e interferencias electromagnéticas del radar y la sala de máquinas, y debe ser compatible durante toda la vida útil del buque. Una torre de oficina estándar no sobreviviría a este ciclo de trabajo, lo que explica en parte por qué se necesita un sistema diseñado específicamente para este fin. ordenador de navegación marítima vive detrás de cada puesto de trabajo serio.
Alarmas, BNWAS y vigilancia
La función de gestión de alarmas es lo que distingue a un IBS de una serie de pantallas independientes. Cada alarma del sistema, desde una pérdida de señal GPS hasta una baja presión de aceite lubricante en el motor principal, debe presentarse a través de una jerarquía única con niveles de prioridad consistentes. El IBS dirige la alarma a la estación de trabajo activa, la registra y realiza un seguimiento de la confirmación. El Sistema de Alarma de Guardia de Navegación del Puente (BNWAS) funciona en paralelo y es obligatorio según SOLAS V/19 en la mayoría de los buques construidos desde 2011. El BNWAS se reinicia cuando el oficial de guardia interactúa con cualquier estación de trabajo del IBS, por lo que los dispositivos de entrada de cada estación deben alimentar la lógica de alerta de guardia sin estar controlados por un interruptor de seguridad dedicado.
¿Qué reglas y normas de clase se aplican?
El IBS se sitúa en la cima de una pila de estándares. Configurar correctamente esta pila marca la diferencia entre un sistema que registra la aprobación de tipos sin problemas y uno que debe volver a probarse después de la instalación.
Normas de rendimiento de la OMI para la navegación integrada
MSC.252(83) define los estándares de rendimiento para los Sistemas Integrados de Navegación (INS), sucesores modernos del estándar IBS original. INS es un conjunto más estricto: hereda los requisitos de IBS para la interconexión y la jerarquía de alarmas, y además añade requisitos explícitos de presentación orientados a tareas y un método documentado para la monitorización de la integridad de los sensores. En las nuevas construcciones comerciales, el propietario especifica cada vez más INS, incluso cuando el contrato utiliza la denominación IBS anterior.
IEC 61924-2: Norma de ensayo IBS e INS
La norma IEC 61924-2 es la que fundamenta la eficacia de la norma MSC.252(83). Define los casos de prueba que un organismo notificado ejecuta en el sistema integrado: verificación de la jerarquía de alarmas, sincronización de la conmutación por error, conmutación de sensores y degradación controlada. El certificado que figura al final de la homologación se emite conforme a esta norma, y el registro de auditoría es lo que el inspector del Estado de abanderamiento revisa en el puerto. El hardware homologado de forma aislada, pero que no puede demostrar los escenarios de conmutación por error de la norma IEC 61924-2, no superará la auditoría.
Homologación de tipo a nivel de sistema
El error más común al adquirir un sistema integrado de navegación (IBS) es comprar componentes que cuentan con homologación individual y asumir que esto garantiza un IBS homologado. Esto no es así. La sociedad de clasificación, ya sea ABS, DNV, Lloyds Register, Bureau Veritas u otro miembro de IACS, emite la homologación del IBS en función del sistema instalado, no de la lista de piezas. Las pantallas, los ordenadores, los conmutadores de red y el software deben probarse conjuntamente en la topología real del buque. Cambiar el modelo de un monitor después de obtener la homologación obliga a volver a probar todas las interacciones en las que participa dicho monitor.
¿Cómo cambia un sistema puente integrado las especificaciones de su pantalla y computadora?
Una vez que se acepta que el IBS es un sistema y no un conjunto de cajas, las especificaciones de cada componente de hardware cambian. Las dimensiones del marco, el rango de brillo, los puertos de entrada y la compatibilidad con el sistema operativo se convierten en decisiones a nivel de sistema.
Diseño de la estación de trabajo y dimensionamiento de la pantalla
El estándar de rendimiento IBS exige que cada estación de trabajo presente su información con un diseño coherente y que estos diseños compartan una gramática visual común. En la práctica, esto implica paneles idénticos: un monitor ECDIS de 26 pulgadas en cada estación, pantallas de mando idénticas en cada puesto de mando y relaciones de aspecto coincidentes en todo el conjunto de pantallas de mando. Combinar pantallas de 24 y 27 pulgadas en estaciones adyacentes provocará que la presentación falle, incluso si ambos paneles cumplen individualmente con los requisitos. La mayoría de los buques de nueva construcción estandarizan una única familia de paneles en el puente, dimensionados para la mayor distancia de visualización.
Redundancia, conmutación por error de sensores y fallo de modo común
El estándar IBS exige que ningún fallo individual provoque la pérdida total de la función de navegación. Este requisito se extiende a las especificaciones de hardware. Cada estación de trabajo necesita su propio procesador, su propia ruta de vídeo a su pantalla principal y su propia alimentación eléctrica desde un panel de distribución independiente. Los conmutadores de red se duplican. Los cables se instalan en bandejas físicamente separadas. La agregación de vídeo entre el ordenador de cartas náuticas y el panel debe gestionar la conmutación en menos del tiempo permitido por el estándar, sin intervención del operador. Aquí es donde un backplane de grado marino, una fuente de alimentación intercambiable en caliente y una configuración de doble tarjeta de red justifican su coste.
Dispositivos de entrada diseñados para un espacio de trabajo integrado
El estándar de rendimiento IBS no prescribe un dispositivo de entrada en particular, pero la forma en que las alarmas y el control de tareas se mueven entre las estaciones de trabajo ejerce una presión real sobre las opciones de entrada. Las pantallas táctiles son útiles para la manipulación directa de cartas, pero son sensibles a los guantes, la condensación y la escora del buque. Un trackball o puntero apto para usar con guantes es la alternativa estándar en casi todas las estaciones exigentes, en parte porque los operadores pueden mantener una mano sobre él incluso en condiciones de mar adversas y en parte porque ¿Qué hace que los trackballs industriales funcionen en una plataforma móvil? Es lo mismo que permite al IBS registrar cada acción asociada al oficial de guardia que la realizó. Los teclados suelen ser resistentes al agua y cuentan con membranas selladas. Un flujo de trabajo exclusivamente con tabletas es poco común en un contexto IBS, y los sistemas que lo intentan suelen incumplir los requisitos de alerta y registro de auditoría antes de su puesta en marcha.
Ciclo de vida del sistema operativo y suministro a largo plazo
Un sistema IBS homologado no se limita al hardware. La versión del sistema operativo, las versiones de las aplicaciones y el firmware de los conmutadores de red forman parte del certificado. Se espera que la embarcación utilice la misma versión de software durante la vigencia de la homologación, que puede ser de una década o más. Esto convierte la compatibilidad con el sistema operativo en uno de los aspectos más importantes de las especificaciones del equipo. Una estación de trabajo de consumo que se integra en la arquitectura IBS y pierde la compatibilidad con el sistema operativo a los cinco años obligará a un ciclo de recertificación que el propietario no había previsto. La asistencia a largo plazo, las actualizaciones controladas de la BIOS y una hoja de ruta documentada para el fin de su vida útil no son características opcionales en un equipo IBS.
¿Qué debes hacer antes de comprar?
Tres pasos separan una puesta en marcha fluida del IBS de una prueba de mar caótica. Primero, bloquee la topología del sistema antes de bloquear la lista de piezas. El integrador debe publicar un diagrama de red, un diagrama unifilar de potencia y un mapa de sensores que la sociedad de clasificación pueda revisar según MSC.64(67) y MSC.252(83) antes de que se solicite cualquier hardware. Segundo, confirme que cada pantalla, computadora y dispositivo de entrada en la topología proviene de un proveedor que puede producir una carta de aprobación de tipo vigente y un informe de prueba ambiental según IEC 60945 y, cuando corresponda, IEC 61924-2. Tercero, planifique el ciclo de vida desde el primer día. Obtenga la lista de repuestos, el período de soporte del sistema operativo y la política de actualización de firmware por escrito antes de que el equipo salga del astillero. Trabajar a partir de una cartera de hardware como la Línea de pantallas marinas Seatronx Una solución que se haya diseñado teniendo en cuenta estas limitaciones suele ser menos costosa que adaptar una estación de trabajo genérica a mitad de la fase de puesta en marcha.
Preguntas frecuentes
¿Es obligatorio un sistema de puente integrado según el Convenio SOLAS?
El Convenio SOLAS no exige un sistema de navegación integrada (IBS) en todos los buques. Sí exige el ECDIS en la mayoría de los buques de la clase SOLAS y el BNWAS en la mayoría de los buques construidos desde 2011, sistemas que se integran perfectamente en un IBS. El IBS es obligatorio cuando lo especifica el armador, el Estado de abanderamiento o la sociedad de clasificación, lo cual es cada vez más frecuente en los buques de nueva construcción que superan cierto tamaño.
¿Cuál es la diferencia entre un SII y un INS?
Un IBS es el estándar de rendimiento anterior, MSC.64(67), que define cómo se interconectan las estaciones de trabajo de navegación y control del buque y cómo comparten las alarmas. Un INS es el estándar más reciente, MSC.252(83), que hereda los requisitos del IBS y añade reglas de presentación explícitas orientadas a tareas y una supervisión más estricta de la integridad de los sensores. En los buques de nueva construcción modernos, el contrato suele mencionar un IBS, pero la especificación describe en realidad un INS.
¿Es posible añadir una estación de trabajo a un sistema IBS existente sin necesidad de volver a certificarlo?
Por lo general, no. La homologación IBS se otorga en función de la topología instalada. La adición de una estación de trabajo modifica el patrón de compartición de sensores, el enrutamiento de alarmas y el comportamiento de conmutación por error, aspectos que se prueban durante la certificación. La mayoría de las sociedades de clasificación consideran la incorporación de una nueva estación de trabajo como una modificación importante que requiere una nueva prueba de las interacciones afectadas antes de actualizar el certificado.
¿Todas las pantallas de un sistema integrado de monitorización (IBS) necesitan la homologación ECDIS?
No. Solo las pantallas designadas como estaciones de trabajo ECDIS requieren la homologación ECDIS según la norma IEC 61174. La pantalla de mando, la pantalla de radar y otras estaciones de trabajo están homologadas según sus propios estándares de rendimiento. Sin embargo, todas ellas comparten el entorno ambiental del sistema integrado de navegación (IBS) según la norma IEC 60945, por lo que integrar monitores de consumo en un IBS no cumplirá con los requisitos.
¿Puede una persona con síndrome del intestino irritable (SII) usar ordenadores de oficina estándar detrás de las pantallas?
El hardware de oficina no cumple con los requisitos ambientales y de compatibilidad electromagnética (CEM) de IBS. Los procesadores y las unidades de almacenamiento de cada estación de trabajo se someten a pruebas de temperatura, humedad, vibración y compatibilidad electromagnética según la norma IEC 60945. Una torre de consumo no superará la prueba de CEM en la primera hora y no resistirá las condiciones extremas de la navegación en el puente de mando.
¿Cómo interactúa un BNWAS con un IBS?
El BNWAS es un sistema de alerta de vigilancia que activa alarmas progresivas si el puente parece estar desatendido. Dentro de un IBS, el BNWAS se reinicia cuando el oficial de guardia interactúa con cualquier estación de trabajo IBS autorizada, en lugar de solo cuando se toca un panel específico. La interconexión entre el BNWAS y las estaciones de trabajo IBS está documentada en la homologación y es uno de los elementos probados según la norma IEC 61924-2.
¿Quién otorga la homologación de un IBS?
La homologación de tipo IBS la emite una sociedad de clasificación miembro de la Asociación Internacional de Sociedades de Clasificación (IACS). ABS, DNV, Lloyds Register, Bureau Veritas, ClassNK, RINA y otros miembros de la IACS gestionan sus propios programas de homologación conforme a las mismas normas de la OMI e IEC. La sociedad elegida suele ser la que clasifica el buque.