El diseño conceptual en buques
El diseño conceptual en buques se realiza con el fin de tener una visión global y una base de como quedará el diseño final.
facultad de ingeniería · naval
jue. 08 de abr. 2021
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El proceso de diseño es algo que debe llevarse paso a paso y con el debido cuidado que el mismo merece. En el área de diseño se brinda funcionalidad, pero también se ponen sobre la mesa aspectos estéticos importantes. El proceso de diseño contempla varios pasos en los que sé ira desarrollando poco a poco lo que es un producto final: el diseño conceptual es el primer paso de este proceso debido a que, es aquí donde a grandes rasgos se comienza a generar una imagen del aspecto final que se requiere. Veremos, en el presente artículo, cómo el diseño conceptual aplicado a buques, es parte crucial de la ingeniería marítima y naval.

¿Qué es el diseño conceptual?

Se debe tener en cuenta que el proceso de diseño de un buque es largo y laborioso, cuyo propósito final es el conseguir tener un barco que satisfaga los diferentes requisitos planteados por el armador del buque a un precio justo. También, es importante destacar que en muchas ocasiones el proyecto conceptual y su resultado depende del tipo de buque a diseñar, y no se pueden tomar exactamente las mismas pautas para diseñar distintos tipos de buques, ya que mientras en unos lo importante es la carga rodada, en otros es el gas a transportar, la misión científica que puedan llevar a cabo, etc.

Hoy en día además, los programas informáticos brindan una amplia posibilidad de generación de alternativas en un espacio reducido de tiempo, lo cual, por un lado facilita las cosas, pero por el otro es difícil saber cuál de todas estas alternativas generadas es óptima para el proyecto naval. Cuando se va a empezar con el diseño de un buque nuevo, se deben tener varios factores, el principal es que se debe entender claramente al armador y sus requisitos.

En numerosas ocasiones se puede encontrar con que los requisitos no son claros y hay que repetir varias veces el diseño hasta conseguir el buque requerido por el armador. Durante el resto del tema se indagará en lo que es propiamente el proyecto conceptual del buque y que elementos principales lo componen, y como ir definiendo el buque, para posteriormente ser capaces de desarrollar toda la ingeniería y finalmente la construcción del barco que quiere el armador. El diseño de un buque es un proceso iterativo y esto es especialmente representativo en las primeras etapas.

El proceso de diseño de un buque

Una vez quedan definidos y claros los requisitos del armador, el diseñador comienza con la etapa de desarrollo del proyecto conceptual. Durante esta primera etapa se realizan las hipótesis de diseño, que posteriormente deben ser analizadas y confirmadas por los cálculos realizados:

  • Confirmación de la capacidad de carga
  • Verificación de la velocidad
  • Confirmación de la autonomía
  • Condiciones ambientales
  • Posibles restricciones en el diseño de eslora (puertos), manga (paso de canales), calado (canales o puerto), medios de carga y descarga, etc.
  • Coste del buque
  • Capacidad del astillero
  • Bandera del buque (principalmente saber si la bandera delega competencias o no en la Sociedad de Clasificación).

Una vez finaliza el análisis inicial se validan o modifican los condicionantes de diseño hasta conseguir un resultado satisfactorio del buque que permita seguir con el mismo. El motivo de que este proceso sea iterativo, es que el diseño de un buque es un proceso muy complejo, que puede estar definido por una serie de ecuaciones o parámetros, o bien, basado en buques similares (buque base). Por tanto, la espiral de diseño, es una de las muchas versiones posibles de este tipo de configuración. En esta visualización, el diseñador se mueve a través del proceso de diseño en una secuencia de pasos, cada uno de los cuales se refiere a una tarea.

Paso a paso

Después de que todos los pasos se hayan completado, es poco probable que el diseño sea equilibrado (o incluso factible). Así pues, comienza el segundo ciclo y todos los pasos se repiten en la misma secuencia y así sucesivamente hasta alcanzar la solución deseada. Esto es teórico hasta su máximo extremo, pero en la realidad, el proceso no es secuencial, los pasos, la mayoría de las veces no se realizan en un orden prescrito, sino que el diseñador saltará de un punto a otro de la espiral, a medida que se obtiene el desarrollo del buque y se encuentran problemas que deben ser solucionados. Por tanto, se puede decir que el diseño inicial es el encaje en todas sus facetas del barco, que servirá posteriormente para todo el desarrollo de la ingeniería y producción del buque.

Tipos de proyecto conceptual

El proceso de diseño de un buque se divide en fases. La gestión del diseño se facilita con esta división, lo que permite que se hagan revisiones del modelo. Otra razón para escalonar el diseño son los principales hitos del proceso típico de desarrollo de un buque. Así como la ingeniería en las fases de básica y detalle están bien diferenciadas, a la hora de definir la ingeniería conceptual no hay ningún criterio claro de qué debe contener dicha ingeniería (alcance de planos y documentos).

Para poder desarrollar una ingeniería conceptual, es imprescindible conocer la misión de buque y los principales requisitos que quiere el armador. Se debe tener en cuenta que dicha ingeniería debe satisfacer dichos requisitos y además realizar una estimación de costos y un análisis de riesgos. Estos dos últimos son necesarios, ya que puede darse el caso de que el armador quiera un buque que es inviable, desde el punto de vista técnico o desde el punto de vista económico. Durante esta fase conceptual, el diseñador debería trabajar codo a codo con el armador.

Si bien esto sería el ideal, no siempre ocurre y muchas veces el diseñador desarrolla por sí solo, sin una relación estrecha con el armador e incluso en ocasiones sin llegar a tener ningún contacto. El trabajo del diseñador en esta etapa debe basarse en una serie de estudios, que le den al armador las distintas posibilidades que satisfagan su interés con suficiente detalle, desde el punto de vista económico (capital de inversión y operación), de rendimientos y de los riesgos (coste, técnicos y de planificación). De esta manera, el armador podrá seleccionar cuál de todas las alternativas se adapta mejor a su idea.

Ingeniería preliminar

En muchas ocasiones el armador no dispone nada más que de un pliego muy pequeño de requisitos (especificación técnica preliminar) y es la ingeniería quien debe desarrollar al menos los siguientes documentos para que el astillero solicitado pueda ofertar:

  • Plano general
  • Especificación técnica (capítulo 0) donde se recogen las características principales a nivel global del buque.

Este suele ser el caso de buques que no tienen gran complejidad desde el punto de vista técnico, o aquellos donde en ocasiones ni siquiera el armador sabe el barco que quiere.

Ingeniería conceptual

Cuando el armador tiene una idea clara del barco o tiene una especificación técnica bastante más desarrollada que unos requisitos preliminares, en ese caso, el desarrollo de la ingeniería conceptual es mucho mayor y al menos suele contener la siguiente documentación:

  • Plano general
  • Especificación técnica
  • Plano de líneas preliminar
  • Coeficientes hidrostáticos
  • Estimación del peso en rosca del buque
  • Estabilidad intacta y en averías
  • Cuaderna maestra preliminar
  • Disposición general de máquinas
  • Balance eléctrico preliminar

La capacitación óptima para el profesional

Un ingeniero enfocado en el área naval, debe contar con la certificación adecuada que lo avale como apto para desempeñar su labor aquí. Para ello, el profesional continúa adquiriendo nuevos conocimientos hasta convertirse en un experto en materia. La mejor herramienta virtual para alcanzar este punto intelectual, sin duda, es TECH Universidad Tecnológica. Al interior de ella, puede hallarse la Facultad de Ingeniería donde se encuentran programas enfocados en el éxito laboral como es el caso de la Maestría en Piloto de Drones y la Maestría en Ahorro Energético y Sostenibilidad en la Edificación.

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