SMART PORTS – VISIÓN GENERAL EN EL MUNDO

Autor: Jaime Paz Burgos
Head of Customer Service Spain
Ocean Network Express (Spain), S.A.

 

SMART PORTS – VISIÓN GENERAL EN EL MUNDO

En el actual 2022, más de un 80 % de las mercancías comercializadas por todo el mundo se transportan por mar y, por tanto, la utilización del puerto como enlace logístico se ha vuelto esencial. Por tanto, el incremento del volumen en el comercio internacional y del tráfico de mercancías vía marítima, también ha causado que las zonas portuarias sean particularmente contaminantes y contaminadas en las grandes ciudades, lo que añade una necesidad de adaptación sostenible por parte de las autoridades portuarias.

El proceso de automatización y digitalización que está afectando a todos los sectores industriales hace que cada vez se hable más de los smart ports y su implantación en las cadenas logísticas.A lo largo de este artículo vamos a ver en detalles qué tecnologías caracterizan los “Smart ports”, algunos casos de uso de Smart ports en diferentes regiones, algunos aspectos sobre ciberseguridad en los puertos y finalmente, qué nos espera en el futuro.

 

¿Qué se entiende por Smart port?

Denominamos puertos inteligentes o Smart Ports a aquellos puertos que apuestan por aprovechar el uso de la tecnología para mejorar y modernizar el transporte marítimo de mercancías y los transportes públicos en enclaves portuarios. Estos puertos se caracterizan por buscar la mayor eficiencia y sostenibilidad a la hora de satisfacer las necesidades de los clientes y usuarios. Lo que se busca en el desarrollo hacia un modelo “Smart” en los puertos es la eficiencia.

La madurez digital de las cadenas logísticas está lejos de ser alcanzada. Los cuellos de botella que se han hecho evidentes tras los acontecimientos de los últimos 3 años muestran las carencias en cuanto a eficiencia tecnológica o digital que actualmente tienen las cadenas de suministro, y los puertos, como parte crítica de dichas cadenas, no son ajenos a la falta de madurez digital.

Además, la digitalización permite que un puerto marítimo se convierta en un nodo de transporte e información, proporcionando un medio importante para integrarse mejor en la cadena de suministro. El puerto como nodo digital se debería centrar en la capacidad digital total necesaria para operar como puerto sostenible, es decir, como nodo de transporte y logística sostenible, nodo de energía y nodo de información.

Por otra parte, el puerto como nodo energético se centra en la capacidad de suministro de energía sostenible necesaria para que el puerto actúe de forma sostenible, tanto para sus propias operaciones como para proporcionar energía sostenible a los usuarios. Por eso, a lo largo de los cinco continentes los agentes responsables de la gestión portuaria ya están trabajando en el desarrollo de nuevos procesos y estructuras con miras a una mayor eficiencia y sostenibilidad.

En vista de todo esto, la pregunta clave es cómo deben los puertos organizar sus infraestructuras digitales para proporcionar los resultados beneficiosos deseados. Cuando decimos “los puertos”, nos referimos a todos los actores que participan en la gestión portuaria: autoridades portuarias, terminales, compañías marítimas, proveedores de servicios, exportadores e importadores, aduanas, etc.

 

Tecnología utilizada en los Smart Ports

Como en muchos otros sectores industriales, tecnologías disruptivas están siendo adoptadas por los colectivos portuarias para el desarrollo hacia el modelo “Smart”. Aquí se detallan las más relevantes, para más adelante ver ejemplos concretos de su utilización.

 

Big data

Procesar un gran volumen de datos de gran variabilidad y velocidad de crecimiento va a ser crítico en la futura gestión portuaria. Estos datos se podrán utilizar para agilizar y optimizar los procesos, reduciendo los tiempos de espera, entre otros beneficios. El análisis de dichos datos servirá para construir sistemas predictivos, que anticipan respuestas e incidencias y ayudan a los diferentes actores en la toma de decisiones. Esta apuesta implica un cambio cultural en el sector, donde todos los implicados compartan datos de una forma transparente y segura. Los datos de alta calidad son esenciales para actividades asociadas al negocio, como por ejemplo, el momento de la facturación de servicios.

Además, no solo es importante la calidad de la información para una correcta toma de decisiones. Para que terminales, barcos y operadores se coordinen con precisión, todas las partes deben tener la total certeza de que se comparten los datos en un marco de confianza, en el que cada parte confía en los datos de terceros. Los sistemas de ventana única, en los que los usuarios pueden tener suficiente información a través de un solo punto de entrada, aportan la confianza de la que hablamos.

 

Internet de las cosas (IoT)

A través de dispositivos conectados en redes, en muchos casos móviles, se permite indicar a cada barco dónde atracar, o a un camión dónde aparcar, o qué grúa le ha sido asignada para que la carga se haga con agilidad y el vehículo vuelva a estar en ruta lo antes posible. Uno de los casos de uso más relevante es el rastreo de contenedores, cargas y activos en movimiento de forma precisa y en tiempo real a través de sensores telemáticos que se comunican máquina a máquina, y que permiten el seguimiento del tráfico y las mercancías en el puerto. Se trata de información en tiempo real que además se puede compartir con los conductores y las empresas de transporte, informándoles de los niveles de congestión que hay en las terminales de contenedores.

Además, estos sistemas también permiten recoger datos ambientales sobre mareas, temperatura, viento, nivel de agua y visibilidad.

 

Drones

La utilización de estos artefactos puede contribuir a conocer con exactitud y en tiempo real la situación de las zonas portuarias y supervisar las actividades que se realizan en los recintos, entre otras muchas tareas de supervisión. Los drones ofrecen una visión de gran precisión del espacio portuario, diferente de la que se puede obtener desde la superficie.

 

Inteligencia artificial

Muy relacionada con los procesos basados en Big Data mencionados anteriormente, ya que los datos generados en un puerto pueden ser después transferidos a una plataforma digital que permita su visualización en tiempo real. Como decíamos, estas plataformas ayudarán a la toma de decisiones, conformando el llamado Sistema Soporte de Decisiones DSS, que debe incluir un sistema de alertas que se active cuando un sensor tome un valor específico, permitiendo de esta forma el control sobre el sistema de sensores del puerto.

El Machine Learning o Aprendizaje Automático es una aplicación de la inteligencia artificial que proporciona al sistema la capacidad de aprender y mejorar automáticamente a partir de la experiencia. Se pueden emplear modelos de Machine Learning que eviten colisiones de buques, tras ser entrenado con históricos de accidentes en función de variables cinéticas (posición, trayectoria) o ambientales (viento, mareas), alertando del peligro a los controladores.

 

Blockchain

Como ya explicamos en artículos anteriores, Blockchain es un registro o base de datos compartido por todos los partes de la cadena que elimina la necesidad de terceros, maximizando la eficiencia y la seguridad. Esto permite preprogramar Contratos Inteligentes o Smart Contracts, inmutables, que se ejecutan en la red. Por ejemplo, una vez que un cargamento entra en el puerto y los sensores de IoT en el interior del contenedor confirman que el contenido no se ha abierto y ha permanecido almacenado correctamente durante todo el viaje, se podría emitir automáticamente el Conocimiento de Embarque (Bill of Lading)

Esta tecnología está llamada a revolucionar la cadena logística, permitiendo una gestión de contenedores más eficiente. Se está aplicando en el seguimiento seguro de mercancías en contenedores, resultando de especial utilidad si éstas son perecederas o deben considerarse en unas determinadas condiciones físicas (frigoríficos). De esta manera, las partes interesadas de la cadena de transporte interactúan dentro de una red cooperativa y descentralizada para planificar flexiblemente los procesos de transporte y poder cambiar en tiempo real entre modos de transporte adaptados a los recursos disponibles.

 

5G

Hacer realidad el intercambio de datos entre las partes del puerto (armadores, autoridades, empresas, etc.) y hacer uso de la tecnología (Blockchain, AI, IoT) requiere una banda ancha de alta capacidad. El 5G será pieza fundamental en el desarrollo de los puertos del futuro.

Las redes 5G se utilizarán para operaciones que requieren señales de control de latencia de milisegundos (tiempo real) de forma estable y en remoto, como el manejo de grúas o maquinaria pesada desde un centro de control. También permitirán el tráfico de datos de cámaras de alta definición o de realidad virtual en monitorización de infraestructuras importantes.

 

Ejemplos de Smart Ports en el mundo.

A continuación se detallan ejemplos de puertos que han puesto en funcionamiento, de una forma u otra, las tecnologías descritas y las medidas adoptadas descritas en los apartados anteriores en este artículo:

 

Rotterdam

1-Smart Infra: Equipar la infraestructura portuaria con sensores y dispositivos de comunicación de datos (IoT) ha arrojado una gran cantidad de información útil sobre, por ejemplo, la duración y la intensidad del uso de un objeto específico. Estos datos pueden servir como instrumento para optimizar el diseño, mantenimiento y acuerdos comerciales de dichos objetos. Este proyecto no solo involucra estructuras de amarre como muelles y boyas, sino que también se extiende a sensores que miden hasta qué punto se llenan los contenedores de desechos cerca de los atracaderos de navegación interior o la capacidad utilizada de los espacios de estacionamiento en el puerto. La digitalización de la infraestructura portuaria también permite el monitoreo y control remoto de las instalaciones de energía (por ejemplo, paneles solares).

2-HaMIS: Es el sistema central para la liquidación administrativa, orientación e inspección de escalas portuarias, que facilita el intercambio de información y ayuda tanto a reducir el papeleo como a evitar verificaciones dobles, lo que da como resultado procedimientos más fáciles para el cliente. Se configuró en torno a un sistema interactivo que permite a los usuarios planificar, monitorear y procesar todo el tráfico de envío. Esta herramienta constituye un medio eficaz para gestionar los movimientos de envío en el área portuaria.

3-Floating Lab: La Autoridad Portuaria ha equipado uno de los antiguos barcos patrulleros portuarios (RPA3) de la División de Capitán de Puerto con una serie de cámaras, dispositivos de medición y sensores para el desarrollo y prueba de nuevas aplicaciones en el campo de la navegación inteligente y autónoma. Actualmente está probando sistemas de cámaras en combinación con datos de radar.

4-Digital Twin: Se trata de una versión digital del puerto, que incorpora todo tipo de datos sobre el área del puerto, incluidos todos los objetos de infraestructura, movimientos de envío, condiciones climáticas y lecturas hidrológicas. La primera fase de este proyecto se puso en marcha en 2018 con el desarrollo de una plataforma IoT basada en la nube en colaboración con IBM, Esri Cisco y Axians. Esta plataforma permite a los usuarios acceder a una variedad de datos hidrológicos y meteorológicos, por ejemplo, niveles de agua, salinidad, velocidades del viento, visibilidad y corrientes, que se han recopilado con la ayuda de sensores. La plataforma está destinada a ayudar al puerto a reducir los tiempos de espera y optimizar las ventanas de amarre, carga y salida. Por ejemplo, la plataforma se puede utilizar para predecir el mejor momento para el amarre y la salida, con la garantía de la máxima utilización de la capacidad, en función del nivel del agua registrado, las corrientes y las condiciones del viento.

 

Amberes

1-Digital Twin: Se trata del mismo concepto descrito en el caso de Rotterdam, es decir, una copia digital del recinto portuario con información en tiempo real sobre qué barcos están en qué esclusas y muelles, cuánta energía están produciendo los aerogeneradores, etc Esta tecnología ayuda a monitorear los amarres con mayor precisión, detectar incidentes más rápidamente, etc, en beneficio de la seguridad y la fluidez del tráfico en el puerto.

2-Drones: Para hacer que un área grande y compleja como la portuaria sea más segura, eficiente e inteligente, se ha construido una red de drones autónomos. Estos drones sirven para inspeccionar infraestructuras, además de vigilancia y seguimiento, gestión de atraques y detección de derrames de petróleo o residuos flotantes. Además, apoyan a los agentes de seguridad en caso de incidentes e incendios.

3-Sensores en los bolardos (norays): Con el fin de medir la tensión en la conexión de los pernos de los bolardos y advertir si un bolardo está en peligro de soltarse o romperse, se ha diseñado un sistema digital para este propósito. El Bollard Monitor consta de dos sensores integrados que miden la tensión y las fluctuaciones de tensión en el sistema de montaje. Cada 15 minutos, el sistema envía la información, que queda registrada permanentemente, a través de una conexión inalámbrica y la visualiza a través de un tablero. Estos datos ayudan al departamento operativo a optimizar el mantenimiento preventivo de las pilonas.

4-NxtPort: Con la utilización de la tecnología Blockchain, todos los actores de la cadena logística tienen información que intercambian entre ellos. NxtPort, una subsidiaria del Puerto de Amberes, hace que compartir datos sea más transparente. De esa forma, todos los actores de la cadena logística obtienen la información adecuada en el momento adecuado. Apoyada en la misma tecnología, la aplicación Bulkchain garantiza que los procesos administrativos en el sector de carga fraccionada se ejecuten de manera más rápida y fluida, mientras que Certified Pick up (CPu) ofrece una solución digital, segura e integrada para la liberación de contenedores.

 

Singapore

La Autoridad Portuaria y el Fondo de Innovación y Tecnología Marítima de Singapore, bajo la iniciativa Living Lab de MPA, han desarrollado una instalación que utiliza algoritmos inteligentes para predecir áreas de alto tráfico y evitar posibles situaciones de colisión. La iniciativa tiene como objetivo reunir a los propietarios de procesos, proveedores de tecnología y/o investigadores para innovar, probar nuevos sistemas y acercar soluciones tecnológicas y de ingeniería al mercado. Además sirve como una plataforma de creación conjunta donde se albergan y experimentan proyectos innovadores como el practicaje remoto, la gestión del tráfico de buques de próxima generación y los centros de datos marítimos. Consta además de bancos de pruebas físicos en el mar, como fondeaderos designados para facilitar las pruebas de drones marinos, embarcaciones autónomas y tecnologías de comunicación inalámbrica en el entorno portuario.

Además, Tuas Megaport, cuya finalización está prevista para 2040, será el puerto totalmente automatizado más grande del mundo. La automatización ocurrirá en muchos niveles, como grúas y contenedores de carga. Habrá sistemas de control inteligente y tecnología sostenible, y los vehículos no tripulados y las grúas de patio automatizadas ayudarán a la seguridad y eficiencia del puerto y reducirán el tráfico. Las aguas portuarias también se gestionarán mediante sistemas digitales.

 

Ciberseguridad

La ciberseguridad es de hecho uno de los grandes retos para los puertos del futuro, que deben adelantarse a los ciberdelincuentes, intentando estar lo más preparados posible cuando se produzca algún ataque, y que debe ser incrementada paralelamente a la implementación de nuevas herramientas digitales.

Según la European Network and Information Security Agency (ENISA), un ataque cibernético podría comprometer equipos digitales como puentes o grúas portuarias, que podrían operarse de forma remota y moverse de forma inesperada, posiblemente incluso causando incidentes que son tanto destructivos para la infraestructura portuaria como potencialmente fatales, con serias consecuencias económicas. Las medidas que se pueden tomar según este tipo de agencias, son, entre otras:

1-La implementación de una estrategia de protección para monitorear las terminales portuarias y fortalecer su seguridad mediante la implementación de herramientas y mecanismos de seguridad como antivirus, encriptación, administración de dispositivos móviles. Este es un requisito clave, especialmente en una estructura de trabajo híbrida donde el uso del teletrabajo está en aumento.

2-La definición de una arquitectura basada en la segmentación de la red para limitar la propagación de ataques dentro de los sistemas portuarios y evitar el acceso directo a sistemas portuarios muy críticos como los sistemas de información para la gestión del tráfico de embarcaciones (VTMIS) y los sistemas de seguridad.

3-El establecimiento de un programa de concientización de seguridad de TI para todo el personal dentro del ecosistema portuario, centrándose primero en las principales amenazas, con capacitación específica obligatoria en ciberseguridad para ciertos grupos clave que se ocupan diariamente de TI y OT (administradores de sistemas, gerentes de proyectos, desarrolladores, agentes de seguridad, capitanes de puerto, etc.)

4-La coordinación entre todas las organizaciones que interactúan con los puertos para identificar riesgos comunices y definir medidas conjuntas para la protección colectiva.

 

Los Smart ports en las Smart cities.

La digitalización y las tecnologías inteligentes abren inmensas posibilidades para soluciones innovadoras para conectar puertos y ciudades. Esto es crucial para la Agenda para el Desarrollo Sostenible que las Naciones Unidas han elaborado mirando a 2030, en la que ciudades y sus puertos son participantes clave para afrontar los desafíos derivados del incremento de la urbanización y el uso insostenible de los recursos, y tendrán que cooperar con gobiernos, instituciones científicas, compañías privadas y ciudadanos.

Los puertos han sido históricamente motores económicos de las ciudades, y la base para una identidad y estructura social, pero a medida que los procesos se han ido automatizando, esta conexión se ha ido perdiendo, llegando al punto que la gestión portuaria ha llegado a ser autónoma. Además, las zonas portuarias se han convertido en las más contaminadas de las ciudades, algo que también ha contribuido a esa desconexión social e institucional.

Sin embargo, las nuevas tecnologías que ha irrumpido a finales del siglo XX y a principios del XXI ofrecen una oportunidad de recuperar la falta de simbiosis en la relación puerto-ciudad.

 

Definamos primero qué es un “Smart port” y una “Smart city”.

Sobre la definición de “Smart port”, ya hemos explicado que se puede considerar un “Smart port” a un puerto en proceso de automatización mediante tecnologías emergentes como IoT, Blockchain, IA, etc., para mejorar la competitividad económica, la eficiencia y la sostenibilidad medioambiental.

Sobre “Smart City”, podríamos decir que una ciudad inteligente es aquella que, en la misma línea, pretende conseguir esa mejora en la economía, movilidad, medio ambiente, gestión ciudadana, salud pública, educación y gobierno mediante esas mismas tecnologías.

Vemos, pues, que se trata de conectar la economía con el medio ambiente y la ciudadanía, algo que como decíamos, no ha estado ocurriendo durante las últimas décadas.

¿Cómo se consigue esta conexión?

Estos son solo algunos ejemplos de casos que ya se han demostrado con éxito, pero vendrán muchos más en el futuro:

-Utilización de modelos predictivos (Big Data) para la optimización de los usos del combustible la energías cuando los buques están en puerto.

-Gestión inteligente del tráfico en las zonas portuarias para camiones y trenes (syncromodality).

-Utilización de sistemas OCR (Optical Character Recognition) y LPR (License Plate Recognition) en las puertas de acceso a las zonas portuarias para leer números de contenedor y matrículas de camiones. Estos sistemas están conectados con la Aduana local para la autorización automática de entrada o salida del vehículo sin intervención humana.

-Uso de tarjetas RFID para el acceso del personal a la zona portuaria en vehículo privado.

-Reducción de la congestión en las zonas portuarias, y por tanto, la contaminación, mediante el control inteligente de flujos de mercancías, y su circulación entre el puerto y los puntos interiores sin ocupar el medio urbano.

-Uso de mecanismos de Data Sharing para poder compartir información que hasta ahora solo estaba controlada por el puerto solamente o por la ciudad solamente, para poder obtener beneficios mutuos.

 

¿Qué nos espera en el futuro?

Como hemos podido ver, estamos más bien al principio de la historia de los “Smart Ports”, ya que hay mucho que hacer para una optimización máxima de la eficiencia y sostenibilidad en las zonas portuarias. Como hemos visto, muchos puertos de los llamados “mayores” ya disponen de su modelo “Smart”, basado en sus propias necesidades. Pero muchos puertos pequeños que todavía no han comenzado ese proceso, no se pueden permitir el lujo de realizar inversiones significativas que podrían fallar. Por tanto, es muy importante para todos los participantes, y para todos los puertos, la ayuda mutua en la construcción de una industria marítima competitiva, rentable y sostenible. Compartir los conocimientos de los casos de éxito de los grandes puertos va a ser esencial para el ecosistema, así como utilizar estándares de uso compartido de información, que la tecnologías descritas en este artículo hacen posible, y que además, nos muestran en qué sentido va la nueva economía: más transparente y colaborativa.

BIBLIOGRAFIA