¿Qué es?

Los sistemas de digital switching son sistemas de control de sistemas y distribución de energía a bordo. Están basados, al igual que la domótica de los hogares, en los sistemas de control industrial.

Un poco de historia

Ensamblando un Corvette de 1969 en una planta de GM

Muchas industrias utilizan para el control de la maquinaria los autómatas programables. Estos son pequeños ordenadores programables con entradas y salidas que actúan en base a su programación. Digamos que en vez de diseñar un ordenador que controle una máquina, se le añade uno prefabricado con un programa a medida, abaratando muchísimo los costes de desarrollo. Su desarrollo se remonta al final de la década de los 60, cuando GM requirió un sistema más flexible de control de la maquinaria. Desde entonces, gracias a su versatilidad, flexibilidad y al abaratamiento de la tecnología y su mejoría, se utilizan para controlar y monitorizar procesos por todo el mundo y en todo tipo de industrias y maquinaria, entre ellos, ciertos componentes en los barcos mercantes y yates de lujo que requieren de automatización de procesos y monitorización. Este acercamiento a un mercado concreto ha provocado la especialización del producto, y han habido varias empresas que han sacado productos específicos para la náutica.

¿Cómo es el sistema?

Se basa en uno o varios módulos que comparten programación y se comunican entre ellos. En algunos sistemas hay un módulo que tiene la programación y regula el funcionamiento del resto de módulos y en otros sistemas todos los módulos tienen una copia del programa y se dan las instrucciones entre ellos. Al ser un sistema distribuido, los módulos pueden estar repartidos por el barco. Algunos sistemas incorporan interfaz gráfica y se pueden manejar desde una pantalla específica, una tablet o una pantalla multifunción (el plotter del barco), y permiten monitorizar y controlar todos los sistemas del barco desde esta. Algunos de ellos utilizan sistemas de comunicación propietarios, otros utilizan sistemas standard como el nmea2000.

¿Qué ventajas aporta?

Permite una monitorización mucho mayor, por ejemplo, nos puede avisar de que el automático de la bomba de achique se ha encendido solo pero el fusible de la bomba de achique está fundido. Por lo tanto, nos aporta más seguridad y control.

Tablero de instrumentos de la Windy 44 SR con digital switching Empirbus

Permite automatizar funciones y aplicar lógica a los circuitos, por ejemplo, si el automático de la bomba de achique se activa por más de 3 segundos esta se pone en marcha y se mantiene por un mínimo de 30 segundos, y si está más de 15 activa una alarma, y si es por la noche y 30 segundos, activa una alarma en la cabina del armador y enciende todas las luces de la cabina. O por poner otro ejemplo, si los motores están a más de 1000 rpm o la temperatura de la sala de máquinas sube de 45 ºC entonces se activan los ventiladores/extractores de la sala de máquinas. Por lo tanto, hace que el barco funcione en condiciones óptimas y evita los descuidos humanos.

Permite controlar cualquier circuito desde cualquier punto de la embarcación sin tener que llevar todo el cableado. Al ser un sistema distribuido, el cableado es mucho más sencillo. Por ejemplo, un circuito que esté en la sala de máquinas, como por ejemplo la bomba de agua dulce, puede activarse desde el puesto de mando, el flybridge, los aseos, la plataforma de baño y finalmente una tablet sin tener que repetir el cableado 5 o 6 veces. Por lo tanto, ahorra dinero en circuitos complejos y peso en la fabricación del barco. Al ser la instalación más sencilla, también simplifica su mantenimiento y la hace más robusta.

Permite aplicar protocolos de seguridad como, por ejemplo, que la plataforma hidráulica no se pueda baja si los motores están a más de 800 rpm o el molinete del ancla o la hélice de proa se desactiven por encima de 10 nudos. Funciones tan sencillas pueden evitar auténticas catástrofes. Por lo tanto, evita errores humanos.

Se puede actualizar o modificar. Si en algún momento el astillero decide incorporar alguna mejora o funcionalidad, o el armador quiere personalizar algún comportamiento de la embarcación, se puede modificar el programa para integrar los cambios. Por lo tanto, se puede mejorar el barco.

Una opción muy interesante de los sistemas de digital switching son los modos. Estos permiten ajustar el barco según la actividad que se esté realizando. Hay barcos que tienen un pulsador según estés navegando, fondeado o en el puerto y otro por si es de día o de noche, y según que opciones se hayan accionado el sistema reaccionará encendiendo o apagando ciertas luces o circuitos o regulando su intensidad. Por lo tanto, simplifica el uso del barco.

Por último, la posibilidad de utilizar pantallas para controlar cualquier sistema del barco que esté conectado y los gráficos que indican el estado de estos, además de muy útil, es muy impactante. Tenemos todos los datos interesantes en una pantalla o en la palma de la mano mediante una tablet o smartphone. Además hay algunos que cuentan con conexión a internet y nos pueden avisar si algo pasara o se pueden accionar remotamente para, por ejemplo, encender las neveras unas horas antes de llegar al barco.  Por lo tanto convierte el barco en interactivo, conectado y exclusivo

¿Es seguro?¿Qué pasa si se estropea?

Si, es muy seguro. Muchos sistemas de digital switching tienen fusibles normales, que si los activamos funcionan como un interruptor normal que ofrece redundancia por si algo fallara. Otros permiten poner cada salida en automático/encendido/apagado manualmente. En muchos sistemas, si uno de los módulos fallara, puede ser reemplazado por otro igual y se calibra automáticamente. Además, muchos tienen uno o algunos conectores para los circuitos y otros para la comunicación, por lo que se reemplazan muy fácilmente. Muchos módulos tienen resistencia al agua, y, desde luego, todos tienen resistencia al ambiente salino. Al ser sistemas habituales en barcos de gama alta, de los sistemas de marcas reconocidas, es tan fácil encontrar un recambio como de cualquier otro componente del barco.

¿Cuanto cuesta?¿Se le puede poner a mi barco?

Depende de lo que queramos hacer. Su implementación se está acelerando y el precio está bajando. Los fabricantes  cada vez fabrican más unidades, y los nuevos modelos bajan el precio e incrementan prestaciones. También están sacando nuevos kits más sencillos y baratos aptos para prácticamente cualquier embarcación. En los barcos nuevos el precio es más interesante, ya que simplifica la instalación eléctrica y el precio del desarrollo del “programa” del barco se reparte en todas las unidades que lo utilicen.

Si, se puede montar en prácticamente cualquier barco que no sea nuevo, aunque muchas veces el factor limitante será el precio. Hay que contar en el precio los componentes del sistema, la modificación del sistema eléctrico y el desarrollo del programa. Si por algún motivo hay que sustituir la instalación eléctrica del barco puede ser una opción interesante a tener en cuenta. También se puede instalar un sistema sencillo que controle únicamente algunas funciones concretas de la embarcación, y eso, abarata mucho el coste. Los nuevos módulos creados para solamente encender y apagar y monitorizar el estado son económicos y además nos darán información de los circuitos y se pueden manejar desde el plotter.

¿Qué marcas hay o son recomendables?

Hay muchas marcas diferentes y todas ellas tienen características similares pero también detalles que las diferencian. Lo más importante es comprar una marca de calidad afianzada que nos asegure su calidad y los repuestos de aquí a unos años. Hoy en día el mercado ha madurado y los principales sistemas han sido desarrollados o comprados por pesos pesados de la industria náutica, lo cual es toda una garantía. A continuación enumeraré algunos y sus características.

CZone. Pertenece a power products (Mastervolt, Marinco, Bep marine..) que a su vez pertenece al grupo Brunswick (Mercury, Mercruiser, Sea Ray, Boston Whaler…). Es el sistema más extendido, ya que fué el que antes ofreció compatibilidad con varias marcas de electrónica. Actualmente ofrece compatibilidad con pantallas Raymarine, Simrad, Lowrance, B&G, Garmin y Furuno. Es sencillo de programar y ofrece un amplio catálogo de módulos con diferentes funciones, incluyendo la fabricación bajo pedido de módulos para AC. Los aparatos Mastervolt están migrando a este sistema y pueden ser controlados desde este, así como leer sus datos o lanzar alarmas. Permite el control mediante un Ipad. También disponen de pantallas propietarias para manejar el sistema.

Empirbus. Este sistema fué comprado recientemente por Garmin. Desarrollado a partir de un sistema de control industrial es un sistema realmente muy potente. Su programación por bloques de funciones y sus múltiples protocolos de comunicaciones le permite realizar funciones muy avanzadas y comunicarse con prácticamente cualquier aparato a bordo. Los módulos son de estado sólido y se pueden utilizar los pines como entradas o salidas. Inicialmente era el único sistema compatible con Raymarine, aunque ahora por supuesto, es compatible con Garmin y las pantallas glass cockpit de Volvo. Por el momento no ofrece módulos de AC, aunque se pueden controlar circuitos de AC mediante relés. Dispone de un servidor web mediante el cual se conecta el plotter.

Parker Monaco con display Simrad panorámico y digital switching Naviop

Naviop. Este sistema fue comprado por Navico (Simrad, Lowrance, B&G). Obviamente es compatible con las pantallas de Simrad, Lowrance y B&G. Nos ofrece los paquetes Loop S, Loop M y Loop P. Los dos primeros se venden como un pack y pueden controlar hasta 16 canales. Con el pack viene un sencillo software para asignar a cada canal un nombre y un icono preestablecido, así como configurar una pantalla con una imagen de la embarcación y los diferentes modos (Loop M). Los módulos constan de 8 salidas, 8 relés que se pueden sustituir y 8 entradas que actúan directamente sobre las bobinas de los relés, lo que permite utilizar interruptores o la activación de emergencia. El Loop M además nos enseña la situación de los relés y fusibles. El Loop P es su sistema más potente y está reservado a astilleros. Se pueden añadir muchos más módulos y funciones y hacer un diseño personalizado.

Octoplex. Este sistema ha sido desarrollado entre Carlingswitch y Maretron. Carlingswitch es líder mundial en fabricación de interruptores y fusibles magnetotérmicos y Maretron de sensores y supervisión de redes nmea2000. Recientemente han presentado el nuevo sistema Octoplex lite. Este sistema tiene módulos para DC y AC. Los módulos AC tienen la particularidad de utilizar magnetotérmicos rearmables que se pueden accionar manualmente, y el sistema nos indica si están apagados, encendidos o han saltado. Los módulos DC son de estado sólido y tienen entradas para añadir directamente interruptores o pulsadores. También hay módulos de interruptores nmea2000, que mediante luces indican el estado de cada circuito. Se programan mediante un software de Maretron de supervisión y gestión de redes nmea2000 y el sistema es compatible con pantallas Garmin, dónde podremos ver los interruptores y manipularlos. Dispone de un servidor web mediante el cual se puede conectar una tableta o un pc, y monitorizar y accionar a distancia. Disponen de pantallas propietarias para manejar el sistema.

Powerplex. Este sistema pertenece a E-T-A, líder mundial en sistemas de protección de circuitos. Tiene módulos para AC y DC, y el módulo AC utiliza fusibles rearmables magnetotérmicos. Es un sistema altamente configurable que utiliza una red de comunicación propia, aunque tiene una interface nmea2000 para conectarse a esta red y compartir datos. Este sistema es compatible con pantallas Garmin, Furuno, Simrad y B&G. Además, dispone de un servidor web mediante se conectan las pantallas multifunción, o una tableta, o un pc. Disponen de pantallas propietarias para manejar el sistema.

Seastar MDI. Sistema adquirido por Seastar, líder mundial en sistemas de dirección y control de motores y sistemas Joystick aftermarket. Es un sistema para control de circuitos de 12 voltios. Dispone de fusibles que se pueden utilizar para activar manualmente las salidas. El sistema se controla, configura y actualiza desde una pantalla Garmin. Los módulos tienen 16 salidas y 16 entradas para utilizar interruptores mecánicos, así como 6 entradas analógicas para cosas como niveles de tanque, temperaturas… Tiene soporte nativo para un mando a distancia, que sirve para encender y parar el sistema, así como activar los modos o circuitos que deseemos. El fabricante ofrece personalización para astilleros, y también dice que tiene compatibilidad con Iphone, Ipad y Android. Es un sistema muy nuevo, y supongo que pronto habrá más información.

Yacht devices. Esta compañía se ha especializado en hacer productos muy específicos para redes nmea2000 a precios muy competitivos. Su sistema, más que para hacer el cableado completo de una embarcación, creo que está indicado para crear pequeños circuitos que ofrecen soluciones por poco dinero. Sus módulos tienen muchas particularidades. El módulo de relés utiliza relés biestables, que solamente consumen energía al cambiar de estado. Por otra parte tiene conexión para 4 pulsadores con led para indicar su estado. Son los únicos que pueden controlar tanto cargas en DC (12/24) como en AC (230). Hay otro módulo para conectar interruptores remotos, un módulo que controla el voltaje y consumo de circuitos y por último un módulo de alarma con un altavoz que puede sonar como una sirena o reproducir un archivo de audio. Otra particularidad es que su sistema puede ser controlado y monitorizado desde Plotters compatibles con CZone, que son todas las marcas, y sus módulos pueden ser controlados por sistemas de otras marcas que utilicen el sistema standard nmea2000 de control de interruptores, como octoplex u offshore entre otros. Yacht devices ofrece un servidor web wifi que permite el control desde cualquier smartphone, tablet o pc. Se programa mediante pulsaciones de sus botones o un software que ellos ofrecen gratuitamente, aunque se programa enviando sentencias de configuración que deberemos escribir siguiendo el manual.

Siemens Logo, por poco más de 100€ ofrecen muchas prestaciones.

Autómatas programables industriales. Por supuesto, no nos podíamos dejar los precursores de todo. Son ampliamente utilizados en barcos grandes, dónde hay sistemas hechos a medida de ellos. Sin embargo, son poco recomendables para embarcaciones medias de recreo por varios motivos. Están pensados para trabajar con señales, no con cargas, por lo tanto necesitaremos utilizar relés para activar las cargas. No están adaptados a los standards que utilizan los sensores en náutica. No utilizan los protocolos de comunicación que se utilizan en náutica, y por lo tanto, no se comunican con los plotters de ninguna marca. No están pensados para ambiente marino, son duros, ya que están preparados para ambientes industriales, pero en un barco posiblemente necesiten protección extra. Aún así su bajo precio, robustez, facilidad de encontrar un recambio y potencia de programación, muy superior a muchos sistemas náuticos, los pueden convertir en una buena opción para controlar ciertos circuitos o máquinas por un precio muy competitivo. Además, existen los llamados relés programables, que son versiones más sencillas, pero ofrecen una relación precio/prestaciones impresionantes, y potencia de cálculo superior a la necesaria en muchas aplicaciones. Un ejemplo sería un selector de fuente de corriente alterna, que mediante pulsadores, podamos elegir qué fuente queremos (generador, puerto o inversor, o entre un generador y otro), o pueda funcionar en automático.