Interoperabilidad,
"¿con salsa o sin salsa?"

Inter¿qué?
¿Qué es Interoperabilidad?

La fuente original en inglés es el vocablo interoperatibity, y se define como "la capacidad de ser usado u operado de forma recíproca".

En Estados Unidos de América, el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST, por sus siglas en inglés), emitió una de las definiciones más ampliamente aceptadas, el NIST identifica este concepto como "La capacidad de dos o más redes, sistemas, dispositivos, aplicaciones o componentes para intercambiar y usar información de manera segura, efectiva y con poco o ningún inconveniente para el usuario".

En términos prácticos, la interoperabilidad en la vida real significa que un usuario de un aparato, equipo, sistema de información, aplicación de celular o programa de cómputo, lo podrá usar fácilmente, de forma independiente a los aparatos, equipos, sistemas, aplicaciones o programas que se tendrán que comunicar entre ellos para compartir, almacenar y usar la información que cada uno tiene.

Por ejemplo, cuando alguien usa Facebook en un celular durante sus vacaciones para publicar fotografías de su viaje, podrá hacerlo siempre, independientemente del lugar en que se encuentre, no importa que el celular esté enlazado por una red inalámbrica WiFi o por señal de celular 3G, 4G o 5G, aunque la información tenga que dar la vuelta al mundo para llegar desde el origen hasta el destino, si la interoperabilidad funciona bien, sus amigos y familiares podrán ver las fotos casi instantáneamente, en cualquier celular, tableta o computadora, desde la Ciudad de México o desde cualquier parte del planeta o del espacio (en vuelos comerciales o en la Estación Espacial Internacional). Todo esto, sin importar la marca de los aparatos o sistemas operativos que cada uno tenga. Lo importante es lograr compartir la información, sin complicaciones para el usuario final.

¿Modernización o digitalización de las empresas?

Actualmente, muchas empresas eléctricas en el mundo están en un proceso de modernización, lo cual, en general, implica la digitalización de sus procesos más importantes, por ejemplo, anteriormente, para conocer la cantidad de energía que fluía en una red eléctrica, era necesario enviar personal al punto de medición y realizar la medición de forma manual con instrumentos portátiles, actualmente, se cuenta con medidores dedicados que se instalan en los puntos críticos de interés y se enlazan a través de redes y protocolos de comunicación a centros de concentración de datos remotos y de ahí, a los centros de control; de esta forma, un operador de la red eléctrica puede "observar" el comportamiento de toda la red de forma casi instantánea, o mejor conocido como en "tiempo real", es decir, cuenta con un software especializado que le permite supervisar la red y ejecutar controles (abrir o cerrar) sobre dispositivos de enlace o interrupción en la red, por ejemplo, para transferir la energía por diferentes enlaces y rutas cuando ocurre una falla en un segmento de la red.

Este tipo de software especializado se conoce como SCADA (Sistema de Control Supervisorio y Adquisición de Datos, por sus siglas en inglés). En prácticamente todos los centros de control de la red eléctrica, en todas las empresas eléctricas en el mundo, existe al menos un SCADA que les ayuda a los operadores a ser más eficientes y efectivos en sus labores diarias, suministrando así la energía eléctrica a los usuarios con la mejor calidad y continuidad posibles.

Los datos que genera, procesa y utiliza un sistema en una empresa eléctrica, son de alta utilidad para más de un tipo de usuario, por ejemplo, un SCADA es de vital importancia para el operador de la red, pero los datos medidos en tiempo real, incluyendo las mediciones analógicas (voltaje, corriente, potencia, etc.) y las mediciones digitales (alarmas, eventos o interrupciones), es información de alto valor para otros usuarios en la empresa, por ejemplo, para el área de servicio al cliente, quien puede usar otro sistema de información, como un OMS (Sistema de Gestión de Interrupciones, por sus siglas en inglés), para calcular la ubicación de una falla cuando ocurra un evento en la red, o bien, el área de contratos, quien puede usar otro sistema, como un DMS (Sistema de Gestión de la Distribución, por sus siglas en inglés), para evaluar si en un segmento de la red se tiene capacidad para instalar e interconectar nuevos clientes o cargas de alta consumo (por ejemplo, una plaza comercial, un hospital o un edificio de oficinas).

¿Por qué no solamente integrar los sistemas de software actuales?

Para compartir la información entre los sistemas, como el SCADA, OMS y DMS, se puede realizar de varias formas, la primera es mediante una integración del tipo "punto a punto", es decir, se realiza una interfaz de datos específica entre cada uno de los sistemas que se desea interconectar (ver Figura 1).

Ventajas: Es relativamente rápido de desarrollar y sirve para el propósito que le dio origen, por ejemplo, compartir las mediciones en tiempo real del SCADA a los otros sistemas.

Desventajas: Al ser de uso específico, si se requiere ampliar su aplicación (por ejemplo, para compartir alarmas y eventos), la interfaz puede no ser adecuada, se tendría que hacer una nueva interfaz de datos. Se desarrolla para enlazar dos sistemas específicos con tecnología específica, es decir, cuando uno de los sistemas cambia, todas las interfaces de datos dejarán de funcionar y se tendrán que desarrollar otras nuevas.

Este esquema de integración del tipo "punto a punto" es de utilidad en el corto plazo, pero en el largo plazo se tiene un problema de gobierno de datos, tecnología y control de los desarrollos de software. De igual forma, entre más sistemas se tengan que enlazar, el problema se vuelve mucho más complicado de controlar y resolver.

¿En dónde queda la Red Eléctrica Inteligente?

En su concepción más simple, la red eléctrica inteligente es la adición de tecnologías de la información y procesamiento de datos a la red eléctrica tradicional, para mejorar su uso y hacerla más eficiente, segura y confiable. Para ello, se requiere que los sistemas de información de las empresas eléctricas se puedan comunicar, compartir información y desarrollar nuevas funciones que faciliten sus actividades cotidianas, tales como operar la red eléctrica, facilitar la incorporación de nuevas fuentes de generación de energía eléctrica, permitir que los usuarios finales puedan generar su propia energía eléctrica, establecer nuevos mecanismos y esquemas de tarifas y facturación, entre otras funciones más avanzadas que veremos en el futuro no muy lejano.

¿Y si todos nos ponemos de acuerdo en una misma forma de interoperabilidad?

Al ver las desventajas de la integración del tipo "punto a punto", lo primero que se nos ocurre es que cada interfaz de datos sea de uso "genérico", es decir, que sirva para enlazar a dos sistemas, independiente del uso final de la información. Esta idea funciona relativamente bien, pero tiene un límite, se vuelve una interfaz muy complicada y difícil de mantener en el tiempo, además de que mantiene la característica de que solamente sirve para la tecnología de los sistemas para los que fue creada, es decir, que cuando un sistema cambie de tecnología, la interfaz de datos dejará de operar (ver Figura 2).

Entonces, podemos agregar tecnología para desarrollar interfaces de datos más complejas, pero también más completas y útiles, por ejemplo, para usar una arquitectura de software que facilite la integración, así como estándares internacionales, para que todos podamos hacer uso de una misma estrategia y tecnología para la interoperabilidad de los sistemas de información, además, es factible ponernos de acuerdo los usuarios de las empresas eléctricas, para usar todos un mismo tipo y estilo de interfaces de datos.

Esta idea se desarrolló ya en varios lugares, empresas, instituciones y centros de investigación, y se elaboraron esquemas, estándares y marcos de trabajo para poner de acuerdo a todos los que quieran participar en una nueva forma de enlazar sistemas de información (ver recuadro).

Niveles de interoperabilidad en una empresa

Debido a su implicación e importancia, la interoperabilidad se ha tenido que establecer y organizar mediante diferentes mecanismos, uno de ellos muy importante es el que establece tres niveles para lograr la interoperabilidad en una empresa:   Interoperabilidad Técnica (Sintaxis).  Este nivel enfatiza el significado de la información que se comparte, es decir, además de que se debe garantizar la correcta entrega de los mensajes, archivos o datos, también se debe establecer una forma de que todos los que reciban el mensaje entiendan lo mismo, independientemente del lenguaje que cada persona hable. Por ejemplo, en un formulario de las aduanas de los aeropuertos, para el valor del monto a declarar, todos los pasajeros deben entender claramente qué dato deben poner, no importa el lenguaje que cada uno hable o su nacionalidad.   Interoperabilidad Informacional (Semántica). Este nivel enfatiza el significado de la información que se comparte, es decir, además de que se debe garantizar la correcta entrega de los mensajes, archivos o datos, también se debe establecer una forma de que todos los que reciban el mensaje entiendan lo mismo, independientemente del lenguaje que cada persona hable. Por ejemplo, en un formulario de las aduanas de los aeropuertos, para el valor del monto a declarar, todos los pasajeros deben entender claramente qué dato deben poner, no importa el lenguaje que cada uno hable o su nacionalidad.   Interoperabilidad Organizacional (Pragmática). Este nivel considera el ambiente o contexto de las aplicaciones o sistemas de información para que los datos tengan la marca específica de una empresa o negocio, por ejemplo, para una compañía de telefonía celular, se refiere a las partes del contrato que cada usuario debe firmar y cumplir, independientemente de la tecnología, aparatos o equipos encargados de procesar la información de ese contrato.

Recuadro. Marco de referencia para la interoperabilidad.

Así, se puede, por ejemplo, establecer una estrategia para enlazar los datos de los sistemas, mediante un mecanismo ágil y eficiente que garantice el transporte de los datos, desde su origen hasta su destino, considerando que puede haber uno o varios sistemas destino (ver Figura 3).

Lo anterior tiene la ventaja adicional de que, en el futuro, cualquier otro sistema de información que cumpla con los estándares podrá enlazarse para consumir o entregar información relevante, con relativamente poco esfuerzo adicional.

¿Qué hacemos con todos los productos de software que ya están funcionando?

Actualmente, en las empresas eléctricas del mundo ya existen sistemas de información operando en ambientes productivos, por lo que su reemplazo es poco factible, sobre todo, considerando su costo y valor para la empresa. Por lo anterior, se agregó a la arquitectura anterior, la facilidad para que, cuando existan sistemas o productos de software en la empresa, estos sean integrados a la arquitectura de interoperabilidad con relativa facilidad, sin necesidad de reemplazarlos o de hacerles modificaciones importantes (que les podrían impedir operar adecuadamente). Se conocen como "adaptadores" y se desarrollan de forma especializada para los productos de software que, por su naturaleza y tecnología, no pueden, por si solos, integrarse en una arquitectura de interoperabilidad. De esta forma, los "adaptadores" se mantienen operando los productos de software existentes y se cuenta con la facilidad para integrar los nuevos sistemas a futuro, con relativamente poco esfuerzo adicional (ver Figura 4).

Experiencia en el INEEL

El INEEL ha desarrollado productos de software para la industria eléctrica, desde hace más de 30 años, en cada uno va incorporando las nuevas tecnologías disponibles, para que sean rentables, funcionales, modernos, adaptables y competitivos. En este sentido, se han desarrollado una serie de productos que incorporan la facilidad de comunicación de datos entre sistemas de información, para lograr una arquitectura de software de grado empresarial que cumple con diversos estándares internacionales, implementando así una completa estrategia de interoperabilidad en las empresas eléctricas.

Además de México, el INEEL ha asistido, capacitado y apoyado a empresas eléctricas de Ecuador, Colombia, Argentina y Costa Rica, para establecer, en cada una, una estrategia y arquitectura de interoperabilidad de sistemas de información, adopción de estándares y mecanismos de evaluación para la toma de decisiones.

De esta forma, el INEEL se mantiene a la vanguardia tecnológica y apoya a las empresas del sector energía para avanzar en la implementación de estrategias corporativas, como las que corresponden a la Red Eléctrica Inteligente, digitalización de procesos y gestión inteligente de la información empresarial, entre otras.

Autores:
Marxa Lenina Torres Espíndola, mlte@ineel.mx
Tito Manuel Calleros Torres, tcalleros@ineel.mx
Alfredo Espinosa Reza, aer@ineel.mx