Diplomado en Sensores y Tecnología IoT para Buques

1.1. Introducción al buque inteligente (Smart Ship): evolución de la automatización naval tradicional hacia el Internet de las Cosas (IoT) y la Industria 4.0

1.2. Arquitectura general de un sistema IoT a bordo: capas de captación (sensores), comunicación (redes), procesamiento local (Edge) y conectividad a tierra (Cloud)

1.3. Infraestructura de red operacional (OT) e informativa (IT): convergencia de redes a bordo, segmentación física y lógica, y aislamiento de sistemas críticos

1.4. Estándares de estandarización digital marítima: normas NMEA 0183/2000, NMEA OneNet, ISO 19847 (servidores de datos a bordo) e ISO 19848 (estructuras de datos)

1.5. Tipos de datos y variables de a bordo: adquisición de parámetros de máquinas, navegación, estado del casco, carga y variables ambientales

1.6. Beneficios económicos y operacionales de la sensorización: reducción de costes de combustible, optimización del mantenimiento, prevención de averías y seguridad

1.7. Marco regulatorio y directrices de Sociedades de Clasificación: requerimientos de DNV, Lloyd’s Register y ABS para la aprobación de sistemas de monitoreo digital

2.1. Sensores para motor principal y maquinaria auxiliar: termopares, RTDs, transductores de presión, sensores de nivel y medidores de torsión en ejes (Torque Meters)

2.2. Medición de flujo de combustible de alta precisión: caudalímetros masivos tipo Coriolis, medidores ultrasónicos y control de consumo instantáneo

2.3. Sensores de vibración y acústicos para análisis de condición: acelerómetros triaxiales, transductores piezoeléctricos y análisis espectral para detección de desalineaciones o desgaste

2.4. Instrumentación para el control de carga y tanques: sondas de nivel por radar, sensores de presión hidrostática, control de temperatura y transmisores en ambientes explosivos (ATEX/IECEx)

2.5. Sensores de navegación y estado de la mar: unidades de medición inercial (IMU), anemonetros digitales, sensores de ola, girocompases e integración con datos AIS y GPS

2.6. Sensores de calidad del agua y emisiones gases: analizadores de gases de escape ($SO_x$, $NO_x$, $CO_2$), opacímetros, sensores de PH y turbidez en sistemas de depuración (Scrubbers)

2.7. Protección, calibración y robustez ambiental: encapsulamiento IP67/IP68, resistencia a vibraciones extremas, humedad, ambiente salino y compatibilidad electromagnética (EMC)

3.1. Buses de campo y protocolos de automatización naval: Modbus RTU/TCP, CAN bus, PROFIBUS y PROFINET aplicados al entorno de sala de máquinas

3.2. Redes Ethernet Industriales y topologías a bordo: diseño de anillos redundantes Ethernet, switches gestionables y protocolos de recuperación rápida (RSTP/MRP)

3.3. Protocolos de comunicación IoT ligera: MQTT, CoAP, OPC UA y HTTP/REST para la transmisión eficiente de datos con bajo consumo de ancho de banda

3.4. Redes de sensores inalámbricos a bordo (WSN): aplicaciones de LoRaWAN, WirelessHART, Zigbee y Bluetooth Low Energy (BLE) en ambientes metálicos de buques

3.5. Integración con sistemas de control distribuidos (DCS/PLC) y SCADA: captura de datos desde sistemas de automatización existentes sin comprometer el control

3.6. Redes de distribución de datos de navegación (NMEA 2000): arquitectura de backbone, conectores Micro-C, aisladores galvánicos y decodificación de PGNs

3.7. Sincronización temporal de precisión a bordo: protocolos NTP y PTP (IEEE 1588) para el etiquetado de tiempo preciso en la fusión de datos multisensores

4.1. El rol del Edge Computing a bordo: procesamiento de datos en tiempo real sin dependencia de la conectividad satelital continua

4.2. Hardware industrial para servidores de a bordo: Gateways IoT marinos, PCs industriales embebidos, certificación de clase y tolerancia a fallos alimentarios

4.3. Filtrado, limpieza y agregación de datos en tiempo real: eliminación de ruido en lecturas de sensores, detección de valores atípicos (outliers) y compresión de datos

4.4. Fusión de datos multisensor: integración de fuentes dispares (motores, navegación, meteorología) para la creación de variables sintéticas complejas

4.5. Plataformas de software en el Edge: uso de contenedores (Docker), orquestadores (Kubernetes/K3s) y entornos de ejecución de aplicaciones analíticas locales

4.6. Gestión de almacenamiento local y bases de datos temporales: bases de datos de series temporales (InfluxDB, TimescaleDB) para buffering de datos ante pérdidas de enlace

4.7. Dashboards de visualización en el puente y sala de control: interfaces HMI en tiempo real para el capitán, jefe de máquinas y oficiales operacionales

5.1. Arquitectura de comunicaciones buque-tierra: integración de sistemas satelitales GEO/MEO/LEO (VSAT, Iridium Certus, Starlink) y redes 4G/5G costeras

5.2. Gestión optimizada del ancho de banda: priorización de tráfico de datos (QoS), compresión de paquetes y transmisión por lotes (batching)

5.3. Arquitectura Cloud para la gestión de flotas: plataformas en la nube (AWS IoT, Azure IoT Central) para la ingesta, almacenamiento y análisis centralizado

5.4. Generación automatizada de reportes marinos: reportes de mediodía (Noon Reports) automatizados basados en datos reales de sensores versus reportes manuales

5.5. Integración de APIs y visibilidad para armadores: conectividad de datos IoT con sistemas ERP navales, software de gestión de flota y visibilidad para fletadores

5.6. Telemetría ambiental e informes de cumplimiento: automatización del envío de registros para normativas de emisiones (OMI DCS, EU MRV, CII)

5.7. Monitoreo remoto desde los centros de operaciones de tierra (ROC): supervisión 24/7 de múltiples buques por parte de ingenieros de soporte en tierra

6.1. Estrategias de mantenimiento: De correctivo y preventivo a predictivo (CBM): optimización de ciclos de parada y reducción de averías catastróficas

6.2. Modelado del rendimiento del motor principal: comparación entre curvas de rendimiento de diseño (astillero) y datos reales sensorizados

6.3. Detección de anomalías mediante Aprendizaje Automático: modelos no supervisados para la identificación temprana de fallos en turbocompresores, inyectores y bombas

6.4. Análisis de desgaste del casco y propulsor: correlación de torque, revoluciones, velocidad y consumo para detectar bioincrustación (biofouling)

6.5. Estimación de la Vida Útil Remanente (RUL): algoritmos predictivos aplicados a componentes mecánicos sometidos a fatiga y desgaste térmico

6.6. Gemelos Digitales (Digital Twins) de buques: creación de réplicas virtuales alimentadas por IoT para simulación de comportamiento en diferentes condiciones

6.7. Generación de alertas inteligentes y diagnóstico de causa raíz: reducción de falsas alarmas y guía paso a paso para la resolución de incidencias por los marineros

7.1. Vulnerabilidades en entornos IoT y redes marinos: vector de ataque en Gateways, sensores inalámbricos, accesos remotos y puertos USB a bordo

7.2. Marco regulatorio de Ciberseguridad Marítima: Resolución OMI MSC.428(98), normas de Sociedades de Clasificación (e.g., DNV Cyber Secure) e ISO/IEC 27001

7.3. Protección de infraestructuras críticas OT: implementación de la norma IEC 62443, micro-segmentación de red y uso de firewalls industriales marinos

7.4. Cifrado y seguridad de datos end-to-end: encriptación de datos en reposo y en tránsito (TLS/SSL, VPNs IPSec) desde los sensores hasta la nube

7.5. Gestión de identidades y accesos remotos seguros: autenticación multifactor (MFA), control de acceso basado en roles (RBAC) para técnicos de mantenimiento en tierra

7.6. Detección de intrusiones a bordo (IDS/IPS OT): monitoreo de tráfico de red en busca de anomalías en protocolos industriales (Modbus, NMEA, OPC UA)

7.7. Planes de respuesta a incidentes ciber y resiliencia: protocolos de aislamiento de red a bordo, copias de seguridad de configuraciones y recuperación del sistema