Repotenciación de sistemas eléctricos en embarcaciones marinas de misión crítica

La repotenciación sistemas eléctricos embarcaciones es una intervención técnica crítica para garantizar continuidad operativa, seguridad y eficiencia energética en aplicaciones marinas de alta complejidad. En este proyecto, SDMEL modernizó el sistema de sincronización y control eléctrico de una barcaza dedicada al tendido de cable submarino, reemplazando tecnología obsoleta por soluciones digitales de última generación.

• La integridad del cable submarino en proceso de instalación (costo de millones de USD)
• La seguridad de la tripulación y equipos especializados
• Los contratos con empresas de telecomunicaciones y energía
• La posición dinámica (DP) de la embarcación
• Los sistemas de navegación y tendido de precisión

Un cliente del sector marino de Ecuador solicitó a SDMEL la repotenciación completa de su sistema de sincronización de generadores, reemplazando tecnología obsoleta de más de 20 años por soluciones de control modernas digitales.

Alcance Técnico del Proyecto

1. ANÁLISIS Y DIAGNÓSTICO DEL SISTEMA EXISTENTE

El equipo de ingeniería de SDMEL realizó una evaluación exhaustiva que incluyó:

Sistema Antiguo (a ser reemplazado):

• Paneles de control analógicos con sincronización manual
• Módulos de carga compartida (load sharing) obsoletos
• Ausencia de monitoreo remoto o registro de datos
• Sincronización basada en sincronoscopio mecánico
• Protecciones eléctricas limitadas
• Mantenimiento complejo y falta de repuestos

Limitaciones Identificadas:

• Riesgo elevado de falla durante sincronización manual
• Imposibilidad de optimizar consumo de combustible
• Sin capacidad de detección predictiva de fallas
• Dependencia crítica de operador humano 24/7
• No cumplía con estándares modernos de eficiencia energética marina

2. DISEÑO DE SOLUCIÓN DE REPOTENCIACIÓN

SDMEL diseñó una solución integral que transformó completamente la arquitectura de control eléctrico de la barcaza:

Nuevos Paneles de Control Digital:

• Controladores programables de última generación
• Interfaz HMI (Human-Machine Interface) con pantallas táctiles a color
• Comunicación CAN bus entre módulos
• Integración con protocolos Modbus para monitoreo remoto
• Programación personalizada según perfil operativo de la barcaza

Sistema de Sincronización y Alternancia Automática:

• Sincronización automática de múltiples grupos electrógenos
• Detección y ajuste automático de: voltaje, frecuencia y ángulo de fase
• Tiempo de sincronización: <10 segundos
• Tolerancias precisas (±0.5 Hz en frecuencia, ±5% en voltaje)
• Sistema de transferencia imperceptible entre generadores

Power Management System (PMS) Avanzado:

• Gestión inteligente de carga entre generadores
• Arranque y parada automática según demanda (load-dependent start/stop)
• Distribución óptima de carga (load sharing) simétrica o asimétrica
• Control de power factor y optimización de eficiencia
• Equalización de horas de operación entre unidades

Sistema de Monitoreo y Supervisión en Tiempo Real:

• Monitoreo continuo de parámetros eléctricos:
  • Voltaje (L1-L2-L3)
  • Corriente por fase
  • Frecuencia
  • Potencia activa (kW) y reactiva (kVAR)
  • Factor de potencia
  • Temperatura de generadores
  • Presión de aceite y temperatura de refrigerante
• Registro histórico de eventos y alarmas
• Gráficos de tendencia en tiempo real
• Capacidad de acceso remoto vía internet/satélite

Protecciones Eléctricas Avanzadas:

• Protección contra sobrecorriente y cortocircuito
• Protección de potencia inversa (reverse power protection)
• Protección por sobrecarga térmica
• Detección de falla a tierra
• Protección diferencial de generador
• Desbalance de fases
• Sobre/sub voltaje y sobre/sub frecuencia

3. INSTALACIÓN Y PUESTA EN MARCHA

Fase de Instalación Mecánica y Eléctrica:

La instalación se realizó con la embarcación en puerto, durante una ventana de mantenimiento programada:

• Desmontaje seguro del sistema antiguo preservando integridad de generadores
• Instalación de nuevos paneles en sala de máquinas con montajes anti-vibración marina
• Cableado eléctrico de fuerza y control:
  • Cable marino certificado (resistente a aceite, llama, humedad)
  • Cableado apantallado para señales de control
  • Integración con barras principales (busbars)
  • Conexión a transformadores de corriente (CTs) y potencial (PTs)
• Integración con sistemas existentes:
  • Conexión con sistema de navegación
  • Interfaz con sistemas de tendido de cable
  • Comunicación con bridge (puente de mando)

Programación y Configuración:

El equipo de SDMEL realizó la programación especializada de los controladores:

Parámetros configurados:
→ Voltaje nominal: 480V trifásico
→ Frecuencia: 60 Hz
→ Sincronización: automática con ángulo de fase <10°
→ Load sharing: simétrico con tolerancia ±5%
→ Arranque escalonado: prioridad por horas de operación
→ Protecciones personalizadas según perfil de carga
→ Registro de datos: 1 muestra por segundo

Pruebas Exhaustivas:

SDMEL ejecutó un riguroso protocolo de pruebas:

1. Pruebas estáticas (en puerto):
   • Arranque individual de cada generador
   • Verificación de parámetros eléctricos nominales
   • Prueba de protecciones (simulación de fallas)
   • Sincronización manual forzada
2. Pruebas de sincronización automática:
   • Arranque y sincronización de G1 con barra principal
   • Conexión automática de G2 al sistema
   • Verificación de distribución de carga (load sharing)
   • Desconexión ordenada de generadores
   • Simulación de falla de generador en operación (failover automático)
3. Pruebas de transferencia:
   • Transferencia de carga de G1 a G2
   • Verificación de continuidad (sin interrupción)
   • Tiempo de respuesta ante falla: <5 segundos
4. Pruebas dinámicas (en mar):
   • Operación con carga variable (simulando operación real)
   • Respuesta ante picos de carga (arranque de equipos pesados)
   • Estabilidad en condiciones de navegación
   • Monitoreo remoto desde oficinas SDMEL en Quito

Capacitación Especializada:

SDMEL capacitó al personal técnico de la barcaza en:

• Operación del nuevo sistema de control
• Interpretación de alarmas y diagnósticos
• Procedimientos de emergencia
• Mantenimiento preventivo básico
• Uso del sistema de monitoreo remoto

Documentación Entregada:

• Manuales técnicos completos en español
• Diagramas unifilares actualizados
• Esquemas eléctricos detallados
• Lógica de programación de controladores
• Protocolos de mantenimiento preventivo
• Certificados de pruebas y comisionamiento

EXPERIENCIA TÉCNICA OBTENIDA

1. Dominio de Tecnología de Sincronización Marina Avanzada

Este proyecto consolidó a SDMEL como uno de los pocos proveedores en Ecuador capaces de manejar sistemas de sincronización de complejidad marina. A diferencia de aplicaciones terrestres estándar, los sistemas marinos enfrentan:

Desafíos Únicos del Ambiente Marino:

• Vibración constante de la embarcación en navegación
• Humedad y corrosión por ambiente salino
• Movimientos bruscos por oleaje
• Operación 24/7 sin posibilidad de mantenimiento inmediato
• Imposibilidad de apagar sistemas durante navegación

Conocimientos Técnicos Adquiridos:

Sincronización de Generadores en Sistemas Flotantes: Los generadores marinos operan sobre plataformas que no están fijas, lo que introduce variabilidad mecánica. SDMEL aprendió a:

• Calibrar tolerancias de sincronización apropiadas para ambiente dinámico
• Configurar tiempos de respuesta óptimos ante fluctuaciones
• Implementar amortiguamiento en señales de control para evitar falsas alarmas

Power Management en Aplicaciones Críticas: En una barcaza de tendido submarino, el PMS debe ser excepcionalmente inteligente:

• Predecir demanda de energía según fase de operación (navegación, tendido, posicionamiento dinámico)
• Evitar arranques/paradas frecuentes que desgasten motores
• Maximizar eficiencia de combustible en trayectos largos
• Garantizar redundancia sin comprometer operación

Integración de Sistemas Obsoletos con Tecnología Moderna: Uno de los mayores desafíos técnicos fue lograr compatibilidad entre:

• Generadores de 20+ años de antigüedad (sin interfaz digital)
• Paneles de control de última generación
• Sensores analógicos existentes con controladores digitales modernos

SDMEL desarrolló soluciones de interfaz (conversores analógico-digital, transformadores de señal) que permitieron la convivencia de estas tecnologías sin reemplazar los generadores.

2. Aprendizaje de Módulos de Control Especializados

El proyecto requirió que el equipo técnico de SDMEL se capacitara profundamente en:

Controladores Deep Sea Electronics (DSE):

• Serie 8600 para sincronización y load sharing
• Programación mediante software DSE Configuration Suite
• Lógica de control avanzada (PLC integrado)

Sistemas de Comunicación Industrial:

• Protocolo CAN bus para comunicación entre controladores
• Modbus TCP/IP para monitoreo remoto
• Redundancia de comunicaciones para aplicaciones críticas

Interfaz Hombre-Máquina (HMI):

• Diseño de pantallas intuitivas para personal no especializado
• Alarmas inteligentes con priorización automática
• Visualización de parámetros en tiempo real

3. Desafío Técnico: Estudio de Complejidad de Sincronización

La sincronización de generadores parece simple en teoría pero es extremadamente compleja en la práctica, especialmente en ambiente marino:

Fundamentos de Sincronización que SDMEL Dominó:

Para conectar dos generadores en paralelo exitosamente, se deben cumplir 5 condiciones simultáneas:

1. VOLTAJE: V_gen1 ≈ V_gen2 (diferencia <5%)
2. FRECUENCIA: f_gen1 ≈ f_gen2 (diferencia <0.2 Hz)
3. ÁNGULO DE FASE: Θ_gen1 ≈ Θ_gen2 (diferencia <10°)
4. SECUENCIA DE FASES: Mismo orden L1-L2-L3
5. FORMA DE ONDA: Sinusoidal limpia sin armónicos excesivos

Caso Práctico – Sincronización de 2 Generadores de 500 kVA:

El sistema instalado por SDMEL realiza el siguiente proceso automáticamente:

T=0s: Generador 1 (G1) operando en barra principal a 480V, 60Hz, 400kW
T=5s: Sistema detecta necesidad de más potencia (load >80%)
T=6s: PMS inicia secuencia de arranque de G2
T=25s: G2 alcanza régimen estable (60 Hz nominal)
T=26s: Sistema ajusta fino:
   → Voltaje G2: 478V → ajusta AVR → 480V ✓
   → Frecuencia G2: 60.15Hz → ajusta governor → 60.02Hz ✓
   → Fase: monitorea diferencia angular → ajusta velocidad → <5° ✓
T=28s: Condiciones cumplidas - sistema cierra breaker de G2
T=28.5s: G2 conectado a barra - comienza load sharing
T=35s: Carga distribuida: G1=250kW, G2=250kW (50/50) ✓

Este proceso, que antes requería 5-10 minutos de intervención manual con alto riesgo de error, ahora toma menos de 30 segundos completamente automático.

Complejidad Añadida: Operación en Mar Abierto

En navegación, la embarcación experimenta:

• Pitch (cabeceo): ±5° cada 6-12 segundos
• Roll (balanceo): ±10° cada 8-15 segundos
• Vibraciones de motores principales de propulsión

Estos movimientos afectan los sensores y la estabilidad mecánica de generadores. El sistema implementado por SDMEL incluye:

• Filtrado digital de señales para eliminar ruido por vibración
• Algoritmos de promedio móvil para lecturas estables
• Tolerancias dinámicas que se ajustan según condiciones de mar

4. Experiencia en Proyectos de Misión Crítica

Este proyecto enseñó a SDMEL a trabajar bajo las condiciones más exigentes:

Cero Tolerancia a Fallas: A diferencia de instalaciones terrestres donde un corte de energía es inconveniente, en una barcaza en alta mar es potencialmente catastrófico. SDMEL implementó:

• Redundancia total en todos los sistemas críticos
• Bypass manual para casos de falla de automatización
• Protocolos de emergencia documentados
• Soporte remoto 24/7 durante período de garantía

Coordinación con Múltiples Actores:

• Empresa navieral (cliente final)
• Sociedad clasificadora (certificación marina)
• Capitán y oficial de máquinas (usuarios finales)
• Técnicos SDMEL en tierra (soporte remoto)

DIFERENCIADORES TÉCNICOS DE SDMEL

Expertise Técnico Especializado

Ingeniería Marina Avanzada: SDMEL es uno de los pocos proveedores en Ecuador con capacidad técnica para:

• Diseñar sistemas PMS complejos
• Programar controladores de sincronización avanzados
• Integrar tecnología obsoleta con sistemas modernos
• Trabajar bajo estándares marinos internacionales (IMO, SOLAS)

Equipo Técnico Altamente Calificado:

• Ingenieros eléctricos especializados en sistemas de potencia
• Técnicos certificados en controladores DSE, ComAp, Kohler
• Experiencia en programación de PLCs y HMIs industriales
• Conocimiento de protocolos de comunicación industrial

Soluciones Personalizadas End-to-End

A diferencia de proveedores que solo venden equipos, SDMEL ofrece:

• Estudio técnico personalizado
• Diseño de ingeniería a medida
• Fabricación de tableros personalizados
• Instalación con personal propio
• Puesta en marcha y comisionamiento
• Capacitación especializada
• Soporte técnico continuo

Tecnología de Vanguardia

Monitoreo Remoto Satelital: La barcaza, navegando a cientos de kilómetros de la costa, puede ser monitoreada en tiempo real desde las oficinas de SDMEL en Quito vía conexión satelital:

• Visualización de parámetros eléctricos en vivo
• Alarmas instantáneas por SMS/email
• Capacidad de ajuste remoto de parámetros
• Soporte técnico virtual inmediato

Analítica Predictiva: El sistema registra millones de datos que permiten:

• Detectar degradación de componentes antes de falla
• Optimizar intervalos de mantenimiento
• Análisis de tendencias de consumo de combustible
• Reportes automáticos de desempeño

Repotenciación sin Reemplazo Total

Maximización de Inversión Existente: En lugar de recomendar el reemplazo completo de generadores (costo: USD $500,000+), SDMEL diseñó una solución de repotenciación que:

• Reutiliza generadores existentes en buen estado
• Reemplaza solo el sistema de control obsoleto
• Costo: ~20% del reemplazo total
• Resultado: tecnología de punta con máxima eficiencia

Esta filosofía protege la inversión del cliente mientras moderniza capacidades operativas.

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LOGROS TÉCNICOS DEL PROYECTO

Sincronización automática funcionando perfectamente desde el primer día de operación

Reducción de tiempo de sincronización de 5-10 minutos (manual) a <30 segundos (automático)

Eliminación de riesgo humano en proceso crítico de sincronización

Optimización de consumo de combustible: ahorro estimado de 15-20% mediante PMS inteligente

Monitoreo remoto operativo con acceso desde tierra vía satélite

Registro histórico completo de operación para análisis y ntenimiento predictivo

Cumplimiento de estándares marinos internacionales y certificación por sociedad clasificadora

Cero incidentes durante pruebas de mar y primeros 6 meses de operación

Capacitación exitosa del personal técnico de la barcaza

Integración perfecta con sistemas existentes sin modificar generadores

Redundancia implementada en todos los sistemas críticos

Tiempo de proyecto cumplido: instalación completada en ventana de mantenimiento programada

SATISFACCIÓN DEL CLIENTE Y IMPACTO OPERACIONAL

Eficiencia de Combustible:

• Antes: Consumo promedio de 45 litros/hora (operando 2 generadores todo el tiempo)
• Después: Consumo promedio de 38 litros/hora (PMS optimiza uso de generadores)
• Ahorro anual: ~$50,000 USD en combustible

Tiempo de Respuesta:

• Antes: 10-15 minutos para responder a cambios de demanda eléctrica
• Después: Respuesta automática en <30 segundos

Mantenimiento:

• Antes: Mantenimiento reactivo, fallas impredecibles
• Después: Mantenimiento predictivo basado en datos reales de operación

Seguridad Operacional:

• Eliminación de riesgo de error humano en sincronización
• Protecciones automáticas que previenen daños a equipos
• Monitoreo continuo de todos los parámetros críticos
• Alarmas tempranas ante condiciones anómalas

Impacto en Operaciones de Tendido de Cable

Para una operación de tendido de cable submarino, la continuidad eléctrica es absolutamente crítica:

Sistema de Posicionamiento Dinámico (DP): La barcaza usa DP para mantenerse estática durante el tendido. Una falla eléctrica provocaría:

• Pérdida de posición (deriva)
• Daño al cable en proceso de instalación
• Riesgo de colisión
• Pérdidas económicas millonarias

Equipos de Tendido: Los sistemas de tensión, guiado y enterramiento del cable requieren energía constante y estable. El nuevo sistema garantiza:

• Alimentación ininterrumpida las 24 horas
• Calidad de energía estable (sin fluctuaciones de voltaje/frecuencia)
• Respaldo automático ante cualquier falla

Cumplimiento Contractual: Los contratos de tendido de cable incluyen penalizaciones severas por demoras. El sistema de SDMEL:

• Minimiza riesgo de interrupciones no planificadas
• Permite operación continua en cualquier condición
• Genera confianza en clientes de telecomunicaciones/energía

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SDMEL: LÍDER EN SOLUCIONES ELÉCTRICAS MARINAS COMPLEJAS

Este proyecto consolida a SDMEL como referente técnico en Ecuador para:

Sistemas Eléctricos Marinos de Alta Complejidad:

• Sincronización de generadores en embarcaciones
• Power Management Systems (PMS)
• Integración de sistemas de control industrial
• Repotenciación de equipos obsoletos
• Monitoreo remoto satelital

Sectores Atendidos:

• Barcazas de construcción y tendido submarino
• Embarcaciones petroleras y gasíferas offshore
• Buques de investigación científica
• Pesqueros industriales de gran escala
• Embarcaciones de la Armada y entidades gubernamentales

Ventajas Competitivas de SDMEL

1. Capacidad Técnica Integral:

• Ingeniería interna especializada
• Taller propio para fabricación de tableros
• Personal técnico certificado internacionalmente
• Laboratorio de pruebas de equipos eléctricos

2. Experiencia Diversificada:

• Proyectos terrestres e industriales
• Proyectos marinos y offshore
• Sistemas de baja, media y alta tensión
• Automatización y control industrial

3. Servicio 360°:

Consultoría y Diseño
        ↓
Ingeniería de Detalle
        ↓
Fabricación/Suministro
        ↓
Instalación y Puesta en Marcha
        ↓
Capacitación
        ↓
Mantenimiento Preventivo
        ↓
Soporte Técnico 24/7
        ↓
Monitoreo Remoto Continuo

4. Flexibilidad y Adaptabilidad: SDMEL puede trabajar con cualquier marca de generador:

• FG Wilson
• Perkins
• Caterpillar
• Cummins

Y con cualquier sistema de control:

• Deep Sea Electronics (DSE)
• ComAp

5. Soporte Post-Venta Excepcional:

• Garantía extendida de sistemas instalados
• Repuestos disponibles localmente
• Técnicos disponibles para emergencias
• Monitoreo remoto proactivo
• Actualizaciones de software

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APLICACIONES DE LA TECNOLOGÍA SDMEL

Tipos de Embarcaciones que Pueden Beneficiarse

Embarcaciones Comerciales:

• Barcazas de construcción offshore
• Buques de tendido de cable y tubería
• Plataformas flotantes de perforación
• Embarcaciones de soporte offshore (PSV, AHTS)
• Cargueros con alto consumo eléctrico (reefers)

Embarcaciones de Pesca Industrial:

• Atuneros con sistemas de congelación
• Pesqueros factoría con procesamiento a bordo
• Embarcaciones con sistemas de refrigeración críticos

Embarcaciones Gubernamentales:

• Buques de la Armada
• Guardacostas
• Embarcaciones de investigación científica (INOCAR, IPIAP)
• Buques escuela

Yates y Megayates:

• Sistemas eléctricos de lujo con alta demanda
• Integración con sistemas de entretenimiento
• Confort y silencio (operación optimizada de generadores)

Señales de que tu Embarcación Necesita Repotenciación

Sistema de control con más de 15 años de antigüedad

Sincronización manual de generadores (riesgo de error humano) Fallas frecuentes o alarmas inexplicables

Imposibilidad de monitorear sistema remotamente

Alto consumo de combustible (generadores mal optimizados) Dificultad para conseguir repuestos de paneles antiguos Incumplimiento de normativas marinas modernas

Personal técnico dependiendo de conocimiento «tribal»

Falta de registro histórico de operación

Problemas de calidad de energía (fluctuaciones, armónicos)

CONOCIMIENTO TÉCNICO DISPONIBLE

SDMEL Comparte Conocimiento

Como parte de nuestro compromiso con la excelencia técnica, SDMEL ofrece:

Seminarios Técnicos:

• Sincronización de generadores: teoría y práctica
• Power Management Systems marinos
• Diagnóstico de fallas eléctricas en embarcaciones
• Mantenimiento predictivo basado en datos

Asesorías Técnicas:

• Auditorías de sistemas eléctricos existentes
• Evaluación de vida útil remanente
• Planes de modernización escalonada
• Optimización de consumo de combustible

Documentación Técnica:

• Whitepapers sobre tecnologías de control
• Guías de mejores prácticas
• Casos de estudio detallados
• Análisis comparativo de tecnologías

¿Tu Embarcación Necesita Repotenciación de Sistema Eléctrico?

SDMEL: Ingeniería Especializada para Aplicaciones Marinas Críticas

Ofrecemos Soluciones Completas:

Evaluación Técnica Gratuita

• Auditoría de sistema eléctrico existente
• Identificación de puntos críticos
• Propuesta de modernización con ROI calculado

Diseño de Ingeniería Personalizado

• Adaptado a tu embarcación específica
• Cumplimiento de normativas marinas
• Documentación técnica completa

Instalación Profesional

• Técnicos especializados en ambiente marino
• Minimización de tiempo fuera de servicio
• Pruebas exhaustivas de comisionamiento

Tecnología de Vanguardia

• Sincronización y PMS automáticos
• Monitoreo remoto satelital
• Analítica predictiva

Capacitación Especializada

• Personal técnico certificado
• Manuales en español
• Soporte continuo

Soporte Post-Venta 24/7

• Monitoreo remoto proactivo
• Técnicos disponibles para emergencias
• Repuestos locales

Experiencia Comprobada en:

• Repotenciación de sistemas obsoletos
• Integración de tecnología moderna con equipos antiguos
• Proyectos de misión crítica
• Sincronización de generadores de cualquier marca
• Soluciones personalizadas para aplicaciones especiales

COMPROMISO CON LA INDUSTRIA MARÍTIMA ECUATORIANA

SDMEL se enorgullece de contribuir al desarrollo de la industria marítima nacional, ofreciendo soluciones de clase mundial a empresas ecuatorianas.

Nuestro objetivo: Que las embarcaciones ecuatorianas operen con los mismos estándares tecnológicos que las flotas más avanzadas del mundo, sin necesidad de depender exclusivamente de proveedores extranjeros.

Contacta a SDMEL hoy y descubre cómo podemos modernizar el sistema eléctrico de tu embarcación.

SDMEL – Ingeniería Eléctrica Especializada para Aplicaciones de Misión Crítica

Cuando la falla no es una opción, confía en SDMEL.