Construcción naval: reescribiendo el libro

Cortesía de la foto: Fjellstrand

A medida que el sector marítimo compensa una serie de cambios históricos, el astillero noruego Fjellstrand quiere dejar de lado el libro de reglas y ver todo el proceso de una manera nueva, reduciendo los costos de ingeniería hasta un 70% y los costos de producción hasta un 20%.

El proceso de diseño y construcción de un barco, incluso en el entorno de fabricación en serie altamente estandarizado de hoy en día, sigue siendo en gran medida un diseño y construcción únicos e inigualables. Los buques se construyen con mayor frecuencia según los requisitos específicos de un armador o de un operador, que a menudo se basan en parámetros fijos como la velocidad, el consumo de combustible, la ruta y la capacidad de carga o pasajeros.

Se crean planos, los planes detallados son aprobados por una sociedad de clasificación, se asegura el financiamiento y se inicia la construcción, bloque por bloque único.
Fjellstrand es parte del Proyecto de Transporte: Avanzado y Modular (TrAM) financiado por la Unión Europea, que es coordinado por el Consejo del Condado de Rogaland a través de su empresa de transporte Kolumbus. El proyecto de 13,2 millones de dólares iniciado por el clúster de la industria NCE Maritime CleanTech pretende construir lo que se convertiría en el transbordador de aluminio de alta velocidad más veloz con batería y con cero emisiones, que se basa en un creciente nivel de competencia de cero emisiones en Europa al mismo tiempo que se reevalúa El proceso real de diseño y construcción.

El enfoque modular
Tomar "el enfoque de la aerolínea" es un mantra que se escucha en los círculos marítimos a menudo, a nivel mundial, ya que la industria de las aerolíneas se considera el "estándar en la estandarización" de facto en muchos aspectos. Entonces, ¿qué pasaría si la construcción naval pudiera emular algunos de los avances observados en la construcción de líneas aéreas o incluso en la fabricación de automóviles? ¿Qué sucede si el enfoque modular, donde los componentes principales o los marcos centrales son constantes en una gama de modelos mientras que otros componentes o sistemas variables se pueden seleccionar según las demandas cambiantes?

Tanto como el proyecto TrAM se trata de construir un transbordador limpio de alta velocidad, también se trata de construir una plantilla de proceso que luego puede copiarse para otros buques. El proyecto desarrollará tres usos distintos para un transbordador de aluminio de cero emisiones: uno para las vías fluviales interiores europeas otro para un transbordador de cercanías del Támesis en Londres y el primer barco, que se construirá para servir a una comunidad cerca de Stavanger desde 2022.

Según Edmund Tolo, jefe de I + D de Fjellstrand, para el astillero de Fjellstrand, este enfoque modular podría ayudarlo en un desafiante mercado de construcción naval donde la reducción de costos sigue siendo una prioridad. Cortesía de la foto: Fjellstrand

Los tres tienen diferentes requisitos de velocidad, profundidad, capacidad de pasajeros, rango y ruido, pero los tres tienen características de diseño idénticas. Un astillero podría elegir pasar por el mismo proceso de diseño tradicional para los tres transbordadores, pero ¿y si las únicas cosas que se cambiaron en los arreglos de los sistemas de diseño de los buques, fueran las que debían cambiarse?

Casi todos los buques modernos están diseñados teniendo en cuenta su funcionamiento, dijo el Dr. Christoph Jürgenhake, gerente de grupo del Instituto Alemán Fraunhofer para el Diseño de Sistemas Mecatrónicos IEM, uno de los miembros del consorcio TRaM. Fraunhofer IEM es una organización de investigación orientada a la aplicación. Se centra en cómo los objetos y sistemas, incluidos los procesos de fabricación, funcionan ... y funcionan mejor. Su personal, con experiencia en aviación y producción de automóviles, puede observar los requisitos de nivel superior de una embarcación o automóvil, y luego cómo los diferentes parámetros del proceso de construcción pueden verse afectados. En TrAM, Fraunhofer IEM está tomando la iniciativa de evaluar cómo se pueden mejorar las metodologías de planificación y construcción de ingeniería para reducir los costos y el tiempo. Este es el quid de esta parte del proyecto: determinar cómo crear un enfoque modular para la construcción naval que genere ahorros significativos al permitir que la ingeniería y la producción sean replicables y modulares.

El Dr. Jürgenhake dijo que el objetivo del proyecto es encontrar la parte clave del diseño que es común a todos estos tres diseños posibles y luego construir módulos para allí. Al tomar prestado este enfoque de los fabricantes de automóviles y aerolíneas, el objetivo es tener un conjunto de diseños que aún puedan adaptarse a las necesidades operativas. Por ejemplo, señala que VW usa un módulo central en el chasis alrededor del cual se pueden construir muchos modelos diferentes. “Es una nueva forma de pensar para armadores y operadores. Deben considerar el costo total del ciclo de vida cuando analizan las opciones de diseño del sistema ”, dijo el Dr. Jürgenhake.

Si bien el Proyecto TrAM aún no ha encontrado un diseño ideal, los bocetos iniciales sugieren un catamarán de doble casco.

Para el astillero de Fjellstrand, este enfoque modular podría ayudarlos en un desafiante mercado de construcción naval donde la reducción de costos sigue siendo una prioridad. "Por supuesto, existe una reducción en el costo de la mano de obra si cualquiera de los procesos podría ser automatizado, pero este enfoque modular del diseño también podría llevar a un uso más eficiente de los materiales", dijo Edmund Tolo, jefe de I + D de Fjellstrand. “Vemos que varios tipos de autos se construyen en la misma plataforma y vemos que hay un beneficio en el costo dentro de esa industria. No tenemos ninguna razón para creer que este no debería ser el caso también dentro de la industria marítima ".

Si es así, entonces otros socios en el proyecto, como la empresa de aluminio Hydro Extrusions, o Leirvik, una compañía que se enfoca en las superestructuras, podrían crear un módulo estándar que podría usarse en diferentes diseños de embarcaciones, como un ferry de alta velocidad en aguas profundas. , o una embarcación de poca profundidad, de velocidad lenta y rápida con mayor capacidad de pasajeros.

Los socios del proyecto reconocen que al revalorizar el proceso de diseño y construcción de un buque, los costos de ingeniería se pueden reducir hasta en un 70% y los costos de producción en un 20%.