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Navantia presenta el 'sistema nervioso' que convertirá a la fragata F-110 en un buque digital
La principal novedad de Navantia en la feria Navalia, celebrada entre el 24 y el 26 de mayo en Vigo, ha sido sin duda el Sistema de Servicios Integrados (SSI), un proyecto en marcha hace siete años entre el constructor naval y las universidades de Vigo y La Coruña que persigue revolucionar el desarrollo futuro de buques militares.
Esta solución está pensada para las fragatas F-110, aunque es un sistema modular y adaptable, explica Navantia, que podrá adaptarse a otros buques de nueva factura o programas de modernización de los ya existentes, como pudiera ser el caso de la actualización de media vida de las fragatas F-100.
El despliegue del SSI se lleva a cabo mediante nodos inteligentes distribuidos en todo el buque reemplazando las luminarias convencionales. Esta infraestructura se convierte en una especie de sistema nervioso del buque con aproximadamente 10.000 sensores distribuidos por todos los compartimentos de las F-110.
El SSI es un nuevo desarrollo único en el mundo naval que nace con el propósito de proporcionar una infraestructura digital, segura e inteligente, que de soporte y cobertura integral a múltiples servicios y funcionalidades. La iniciativa nació de la idea de crear un ‘buque sin cables’, tratando de reducir elcableado de los barcos, pero cuando comenzó el desarrollo se vio que la idea podía ir mucho más allá y ahora el SSI se presenta como un sistema redundante y altamente disponible que mejora la experiencia de la tripulación y el armador en las operaciones.
Este sistema supone para Navantia un salto cualitativo en las capacidades asociadas el concepto buque 4.0 o Digital y de nuevos servicios para su ciclo de vida integrado en el ecosistema 4.0 y del Gemelo Digital (GD).
La red de nodos permite desarrollar múltiples funcionalidades, entre las cuales se incluyen actualmente: alumbrado interior, exterior y señalización; comunicaciones interiores, telefonía, órdenes generales y avisos sonoros; monitorización de personal, reconocimiento facial y vigilancia biométrica; posicionamiento de personas y equipos, tanto en el interior como en el exterior; acceso inalámbrico desde terminales móviles circuito cerrado de televisión (CCTV); interfaz vocal con reconocimiento de lenguaje natural, etc.
Todo esto convierte al buque en una plataforma altamente sensorizada y con capacidad de monitorización y control de todos sus tripulantes y elementos de seguridad, así como de su entorno. En este escenario, el SSI permite al gemelo digital explotar toda esta información mediante algoritmos de inteligencia artificial que optimizan la operatividad del buque.
Cooperación empresa-universidad
El SSI nace en 2016 en la Unidad Mixta de Investigación constituida entre Navantia y la Universidad de A Coruña, siendo desarrollado por la Universidad de Vigo (UV), en su entorno de desarrollo y pruebas en tierra (LBTS-UV) situado en Valladares (Vigo). El programa está encabezado por Carlos Blanco de Navantia, y Fernando Obelleiro de la UV, y cuenta con un equipo de unas 30 personas.
Este programa obtuvo su primera patente en 2021, con varias más posteriores, una de las razones por las que no ha sido dado a conocer hasta ahora. El programa sigue una metodología de ingeniería de sistemas con sus revisiones de diseño, habiendo superado con éxito la revisión de requisitos del sistema (SRR) y la de diseño del sistema (SDR) en el programa de las F-110.
¿Cómo funciona el sistema?
Actualmente, una versión demo del SSI se encuentra desplegada en un LBTS UV conectada permanentemente con el Laboratorio de Innovación en Gemelos Digitales de Navantia Ferrol, para desarrollo, pruebas y demostraciones de ambos sistemas.
Hemos tenido la oportunidad de visitar dicho LBTS donde nos mostraron las principales capacidades del sistema, pues a medida que se avanza en el mismo se descubren nuevas aplicaciones, que a buen seguro aumentarán una vez que el sistema se halle operativo en el barco. También nos presentaron los diferentes tipos de nodos y sus principales aplicaciones. En primer lugar, están los nodos interiores, que proporcionan iluminación, comunicaciones, localización de personal, plataforma de sensores, conectividad y asistente de voz (ASR).
La segunda unidad es un Nodo Exterior de Luz (NEL), que irá en la parte exterior del buque, proporcionando iluminación, captación de sonido ambiente, localización de personal y conectividad. El tercer elemento es el Nodo exterior de Cubierta (NEC), que proporciona localización de personal y conectividad. Y por último se encuentra el Nodo Exterior de Altavoz (NEA), que proporciona comunicaciones.
La iluminación es mediante leds inteligentes, adaptándose el color, temperatura, brillo, etc, en función de las operaciones a realizar en cada estancia e indicando órdenes, como podría ser la vía de evacuación en caso de incendio. Los nodos interiores disponen de cámaras diurnas e IR, que permiten deyectar e identificar al personal en dicha estancia o darse cuenta si un determinado está o no en la habitación.
Todos ellos están hechos en gran proporción con fabricación aditiva, facilitando sus repuestos. El cableado se reduce considerablemente en el buque, y el consumo de energía es solamente una parte bastante pequeña del que se tiene con los sistemas actuales. Se han diseñado tarjetas inteligentes para poder ser llevadas por todos los miembros de la tripulación de manera que se les autorice o no el uso de los diferentes sistemas, compartimentos o utilidades, y teniendo controlado al personal en todo momento, incluso pudiendo controlar sus constantes biométricas para conocer su estado de salud.
Buques digitales
El SSI formará parte, junto con el gemelo digital, de la nueva arquitectura de buques digitales. El SSI supone un nuevo nivel de estandarización en cuanto a la integración entre sistemas, espacios y personas, dotando de inteligencia a los componentes (smartización) e integrándolos en nuevas experiencias a bordo. Esto permite la posibilidad de operar los buques en aquellas áreas o funciones más peligrosas, sin intervención humana directa, como paso previo a la operación semiautónoma y, en el futuro, autónoma.
Además, está concebido de forma modular para poder incorporar de manera natural nuevas capacidades digitales de hardware y software, como, por ejemplo, la computación en el borde (edge-computing) sobre los nodos para dar servicio a las necesidades de computación extrema del gemelo Digital y de los dispositivos cada vez más inteligentes a bordo.
Desde Navantia subrayan que es un desarrollo tecnológico nacional de alta complejidad sin parangón en el ámbito naval en todo el mundo, siendo la compañía pionera en un sistema que ya está revolucionando la concepción futura de buques.
