En la digitalización de los procesos industriales, las crecientes exigencias en materia de eficiencia energética, ciberseguridad y capacidad de control se enfrentan a tecnologías heredadas, como las interfaces serie, los sistemas de bus propietarios o las instalaciones difíciles de escalar. Con Single Pair Ethernet (SPE), está surgiendo una nueva tecnología que aborda estos retos. Pero ¿qué es exactamente SPE? ¿Qué ventajas concretas ofrece a fabricantes, ingenieros mecánicos y operadores? ¿Y cómo puede llevarse a cabo con éxito la transición hacia esta tecnología orientada al futuro?
Single Pair Ethernet (SPE) es un nuevo estándar físico de Ethernet reconocido mundialmente que permite tanto la transmisión de datos como el suministro de energía mediante un único par trenzado de hilos de cobre. A diferencia de Ethernet convencional, que utiliza cuatro pares de hilos, SPE permite disponer de una infraestructura más compacta y eficiente en el uso de recursos. La denominada tecnología «Power over Data Line» (PoDL) también permite suministrar a los dispositivos conectados hasta 50 vatios de potencia eléctrica.
Con un alcance de hasta 1.000 metros a 10 Mbit/s (según IEEE 802.3cg), SPE resulta especialmente adecuado para la automatización de edificios y procesos. En distancias más cortas son posibles velocidades de transmisión aún mayores, de hasta 1 Gbit/s. Los conectores correspondientes se definen en IEC 63171 y están diseñados específicamente para aplicaciones industriales compactas y robustas.
Por qué SPE resulta especialmente relevante ahora
A medida que aumenta la interconexión de componentes inteligentes y crece la demanda de una comunicación fluida basada en IP, los sistemas de bus de campo tradicionales están llegando a sus límites. A menudo persiste una brecha entre el mundo de las tecnologías de la información y el nivel de campo, que actualmente debe salvarse mediante Remote-IO, convertidores de medios, repetidores, gateways y tendidos de cables paralelos. Aquí es precisamente donde entra en juego SPE: elimina esta fragmentación técnica y lleva la comunicación Ethernet directamente al sensor o al actuador, con un esfuerzo mínimo de cableado. Por primera vez, es posible implementar estructuras IP estandarizadas desde la nube hasta el interior del dispositivo.
SPE ya es indispensable en algunos sectores industriales. En el sector automotriz, por ejemplo, el protocolo de comunicación forma parte de las arquitecturas modernas de sistemas de cableado, lo que reduce el peso, los requisitos de espacio y la complejidad, y hace posible la conducción autónoma.
En robótica, Single Pair Ethernet permite una mayor libertad de movimiento y flujos de datos más eficientes. Los radios de curvatura pequeños y la posibilidad de transmitir energía mediante el mismo cable constituyen ventajas claras para los robots colaborativos (cobots). Las soluciones para edificios inteligentes también se benefician de esta tecnología: SPE facilita la interconexión de controles de iluminación, sensores de calidad del aire y sistemas de acceso.
SPE ya se utiliza incluso en zonas potencialmente explosivas de la industria de procesos. En estos casos, la variante Ethernet-APL (Advanced Physical Layer) permite un funcionamiento seguro en condiciones ambientales exigentes. Estos ejemplos prácticos ilustran el potencial de la tecnología e indican las oportunidades que también podría abrir para el sector RACHP.
El Dr. Christian Ellwein, responsable del Grupo de Trabajo de Electrónica de ASERCOM, la Association of European Refrigeration Component Manufacturers, subraya la importancia estratégica de SPE: «La tecnología procede originalmente del sector automotriz y ya se utiliza ampliamente en él. Ahora, la oportunidad reside en aprovechar su potencial para la automatización de edificios y, más allá de esta, para la tecnología de refrigeración y climatización».
ASERCOM y SPESA: cooperación para un estándar común
ASERCOM y la Single Pair Ethernet System Alliance (SPESA), una red mundial de 90 empresas tecnológicas líderes, han reconocido que la introducción de SPE en la tecnología de refrigeración y climatización no puede lograrse únicamente en el plano técnico. Por ello, han unido fuerzas en un grupo de trabajo para desarrollar conjuntamente estándares, requisitos y recomendaciones de actuación. El objetivo es establecer las condiciones necesarias para una implementación interoperable entre distintos fabricantes.
Ellwein añade: «Es importante elegir la tecnología adecuada para estar preparados para el futuro y evitar duplicar esfuerzos en múltiples sistemas. Por eso es fundamental que ASERCOM participe desde una fase temprana, ya que esto puede ahorrar mucho trabajo de desarrollo».
Esto no se limita a las especificaciones técnicas. La colaboración en curso también aborda los requisitos de comunicación, las estructuras de datos, los ciclos de actualización y las necesidades de suministro eléctrico. Un punto clave es la evaluación de la infraestructura existente: ¿qué cableado puede seguir utilizándose? ¿Qué interfaces serán relevantes en el futuro? ¿Y cómo pueden implementarse proyectos piloto de manera sensata y práctica? Los primeros resultados se presentarán en el SPE Forum en otoño de 2025.
Ventajas tecnológicas en sistemas interconectados
Una ventaja clave de SPE es la unificación de la infraestructura de comunicación. En lugar de una multitud de buses de campo propietarios, la tecnología permite desarrollar una red IP uniforme hasta el nivel más bajo. Esto no solo simplifica la planificación, sino que también reduce las posibles fuentes de errores.
Además, muchos estándares de seguridad y comunicación del ámbito de las tecnologías de la información pueden aplicarse directamente. El cifrado basado en certificados, los modelos de acceso basados en roles y las opciones de actualización a través de la red ya están ampliamente consolidados, y con SPE ahora también pueden implementarse a nivel de dispositivo. Al mismo tiempo, los conectores más pequeños y el menor número de hilos permiten fabricar dispositivos más compactos y simplificar las instalaciones.
Simon Seereiner, Business Development Manager de Weidmüller y portavoz de la SPE System Alliance, lo resume así: «SPE no es simplemente otra tecnología, es la clave de la arquitectura de comunicación industrial de la próxima década. Simplifica radicalmente las redes y, al mismo tiempo, eleva los estándares de seguridad a un nuevo nivel».
El suministro eléctrico mediante PoDL completa el sistema: muchos sensores y unidades de control pueden funcionar sin cables de alimentación adicionales. Esto reduce el tiempo de instalación, disminuye los costos y reduce la carga de fuego en entornos críticos.
Estandarización y disponibilidad
La estandarización internacional de SPE aporta seguridad a la planificación: IEEE 802.3 especifica los estándares de transmisión de datos, mientras que IEC 63171 define interfaces de conexión adecuadas para la industria, los edificios y los entornos hostiles. Los cables para las distintas aplicaciones también están estandarizados en IEC 61156-11 to -14. Actualmente ya existen en el mercado productos con diversas interfaces IEC. SPE también cuenta con el respaldo de la SPE System Alliance. Los esfuerzos de colaboración dentro de la alianza garantizan que los dispositivos, los componentes de infraestructura y las plataformas de software sean compatibles y estén coordinados entre sí.
Seereiner también considera que SPE ofrece potencial para habilitar funcionalidades completamente nuevas: «Cuando la energía y los datos se transmiten mediante el mismo par de hilos, surgen nuevas posibilidades, como sensores inteligentes con capacidades de análisis adicionales o actuadores conectados directamente a la red y configurables».
Añade: «Cuando la electricidad y los datos circulan por el mismo cable delgado, no solo resulta más económico y flexible, sino también más inteligente: los dispositivos se reconocen entre sí, se actualizan por sí solos y pueden controlarse en tiempo real. Así es como un simple hilo se convierte en una vía inteligente para los datos».
Las ventajas de SPE no son únicamente técnicas, sino también económicas y ecológicas. Un menor uso de cobre y plástico supone menores costos de materiales y un balance ambiental significativamente mejor. Según la SPE System Alliance, el peso de los cables en el cableado habitual de las máquinas puede reducirse hasta un 60 %. Al mismo tiempo, PoDL elimina en muchos casos la necesidad de fuentes de alimentación independientes, lo que permite ahorrar espacio, energía y trabajo de mantenimiento.
Además, la estandarización reduce la variedad de componentes: un menor número de variantes implica menores necesidades de almacenamiento y una capacitación más sencilla. Esto significa que no solo los fabricantes, sino también los integradores y operadores, se benefician de una arquitectura de sistemas más eficiente y sostenible.
Conclusión: la infraestructura del futuro también es relevante para los operadores
Single Pair Ethernet es más que una nueva tecnología de cableado: es una palanca estratégica para la digitalización, la eficiencia y la sostenibilidad. Para los fabricantes del sector de la refrigeración y la climatización, esta tecnología abre nuevas posibilidades en materia de diseño, integración e interconexión. Pero los operadores también se benefician: los sistemas se vuelven más transparentes, más fáciles de controlar y más sencillos de mantener.
Por ejemplo, en el sector minorista de alimentación, la industria logística o entre los operadores de complejos de edificios, esto se traduce en mejores datos para controlar los sistemas de refrigeración y climatización, una integración más sencilla en las redes existentes y una reducción del trabajo de mantenimiento.
La cooperación en curso entre ASERCOM y
SPESA demuestra que es posible adoptar un enfoque estructurado. Quienes comiencen a
pensar en el futuro hoy podrán actuar con mayor eficiencia mañana. Al fin y al cabo,
la infraestructura utilizada para la comunicación es la columna vertebral silenciosa de cualquier
digitalización exitosa.
