Las raíces de la arquitectura naval están inmersas en la tradición con el conocimiento transmitido a través de las generaciones. El diseño científico del barco en el siglo XVIII introdujo modelos matemáticos utilizados para informar el diseño del casco, mientras que la revolución industrial trajo hierro y vapor, revolucionando el diseño, la ciencia de los materiales y la propulsión.

El siglo XXI marcó el comienzo de la transformación digital junto con las nuevas herramientas esenciales en el arsenal del arquitecto naval. La tecnología CAD avanzada, la inteligencia artificial (IA) y el modelado basado en datos ahora se utilizan para optimizar los diseños. Desde el concepto hasta el ciclo de vida de un barco, los gemelos digitales permiten el mantenimiento y el monitoreo predictivos para modelar el consumo de combustible en los perfiles de viaje.

Estas nuevas herramientas unen la brecha entre el diseño y las operaciones diarias de una manera nunca antes posible. La arquitectura naval ha evolucionado de una embarcación a una disciplina de ingeniería robusta, pero sigue arraigada en los principios de los primeros navegantes. Los arquitectos navales exitosos de hoy son aquellos que pueden equilibrar la innovación de vanguardia con fundamentos probados en el tiempo y trabajar junto con científicos de datos e ingenieros de software, combinando el juicio de ingeniería clásica con una visión innovadora.

La capacidad de comprender intuitivamente cómo un buque se comportará en marcha y bajo coacción es tan crítica como el dominio de las herramientas y el software modernos.

Ese ethos define la era moderna de la arquitectura naval. AI y Big Data ya no son opcionales, son integrales. La sostenibilidad del ciclo de vida no es solo algo a considerar, es un controlador de diseño central. «Continuamos trabajando con clientes, viejos y nuevos, para aplicar las mejores prácticas tradicionales a una flota moderna,» dice John Gilbert, presidente de Gilbert Associates Inc., un incondicional de arquitectura naval durante más de 60 años.

Diseños de recipientes a prueba de futuro

Como el diseño en sí puede ser más eficiente en virtud de las herramientas disponibles, persisten una amplia variedad de desafíos incluso a medida que se desarrollan nuevos. Los arquitectos navales ya no son vistos simplemente como diseñadores técnicos, sino como socios a largo plazo involucrados desde la etapa conceptual y continúan a lo largo de la vida funcional de un buque.

A menudo, las estrategias a largo plazo requieren que los diseñadores desarrollen un «bola de cristal» Enfoque, ayudando a los propietarios de buques en temas anticipados antes de que surjan. La predicción de regulaciones futuras, transiciones de combustible o nuevas tecnologías que aún no se han materializado (o cuya viabilidad se desconoce) ahora está par del curso.

«Los diseños de buques a prueba de futuro es fácil de decir, pero mucho más difícil de ejecutar,» dice Morgan Fanberg, CEO de Glosten.

La mayoría de los buques domésticos tienen expectativas de vida operativas de 30 años o más, y los diseñadores de Glosten tienen que sopesar las consecuencias de cada detalle del buque al tiempo que permiten los cambios inevitables en todo, desde materiales hasta regulación. Un enfoque equilibrado requiere considerar el equipo más avanzado disponible de los OEM mientras se construye con asignaciones para futuras actualizaciones.

Si bien ambos pueden ayudar a retrasar la obsolescencia, también conllevan riesgos. Las tecnologías emergentes carecen de un historial probado, mientras que los desafíos y los costos de integración pueden aumentar rápidamente. Y, por supuesto, las predicciones pueden simplemente estar equivocadas. «En última instancia, la prueba futura requiere un equilibrio cuidadoso entre la previsión, la flexibilidad y el costo: diseñar buques que cumplan con los requisitos de hoy mientras les dan espacio para evolucionar,» Fanberg dice.

Desafíos regulatorios

Quizás el mayor desafío en el diseño de los vasos siempre ha sido la regulación. Los reguladores son notoriamente lentos para reaccionar a los cambios y, a menudo, desinformados, particularmente con el rápido ritmo de innovación actual. Como resultado, predecir y planificar cambios en las regulaciones a menudo es un juego de adivinanzas en el mejor de los casos, que requiere una colaboración aún mayor.

Esto no es exclusivo de las regulaciones futuras, pero también es relevante para las reglas existentes a veces aplicadas por la fuerza a la tecnología moderna.

Gilbert Associates ha pasado un tiempo considerable refinando su enfoque para los buques de pasajeros híbridos, que culminó más recientemente en el Capitán Almer Dinsmore, el primer ferry híbrido diesel híbrido de diesel eléctrico. El proyecto requirió una coordinación intensiva con los reguladores y proveedores de equipos para integrar baterías de iones de litio, supresión de incendios avanzados y nuevos sistemas eléctricos, todos bajo reglas de tonelaje subcapítulo K restrictiva.

En todo el sector de la arquitectura naval, el concepto de a prueba de futuro conlleva un elemento natural de la revolución, empujando los límites del proceso regulatorio. A medida que los diseñadores implementan la última tecnología, desafían tanto el integrador de proveedores/sistemas como las reglas establecidas establecidas por las autoridades marítimas.

Los arquitectos navales en el diseño del barco Breeze de Noruega frecuentemente desafían las reglas establecidas. Cuando se diseñaron los primeros buques de soporte en alta mar con GNL del mundo, había reglas mínimas de clase o estado de bandera que podrían aplicarse. En cambio, Breeze siguió el proceso de diseño alternativo de IMO para desarrollar un nivel de seguridad que desafió incluso a los buques existentes.

En estrecha colaboración con las partes interesadas (incluidos otros diseñadores), la compañía diseñó soluciones y, en el proceso, nuevos estándares. Pero en lugar de ocultar o proteger sus innovaciones de los competidores, Breeze los compartió entre las asociaciones, creyendo que, según el CEO Ove Wilhelmsen, «Compartir nuestras innovaciones con otras partes interesadas lleva a todo el mercado a un mayor nivel de seguridad y eficiencia, lo que nos beneficiará a todos.»

Los diseñadores están atrapados en una posición difícil, tratando de hacer avances audaces mientras permanecen prácticos. Elliott Bay Design Group ve el principal desafío como la entrega de soluciones que se basan en las tecnologías que sus clientes realmente necesitan.

«No solo seguimos las tendencias,» Notas Robert Ekse, presidente. «En cambio, los traducimos en soluciones prácticas que funcionan en el mundo real, equilibrando la innovación con practicidad para garantizar el éxito a largo plazo. En última instancia, se trata de asociación, propósito y construcción de lo que sigue juntos.»

Extensiones de vida

Los arquitectos navales no se preocupan únicamente con los nuevos diseños, por supuesto. «Una gran parte de nuestra actividad se relaciona con los barcos en funcionamiento,» Notas Breeze’s Wilhelmsen.

De hecho, con más de 4,000 buques diseñados a lo largo de las décadas, la compañía tiene un equipo dedicado a las conversiones y mejoras de embarcaciones, incluida la energía vikinga. Construido en 2003 como el primer buque de apoyo en alta mar del mundo, Equinor, Eidesvik y Breeze se unieron para el Proyecto Apollo para convertir el barco de GNL a amoníaco.

Los diseñadores trabajan en estrecha colaboración con clientes, reguladores y astilleros para desarrollar y ejecutar planes de modernización práctica. Estos se vuelven a combinar las fortalezas ya existentes con sistemas actualizados al tiempo que reducen los costos operativos y extienden la vida útil, lo que demuestra que el progreso no siempre requiere un nuevo acero.

Las extensiones de vida son críticas para reducir el impacto ambiental y aumentar el valor de los activos que envejecen. Los proyectos que modernizan los buques más antiguos integrando sistemas de gestión centralizados permiten a los equipos centrarse en el mantenimiento preventivo (versus reaccionario).

Según Fanberg de Glosten, «Este tipo de actualizaciones son esenciales en un mundo donde los marineros calificados son escasos. El objetivo no es la automatización por sí misma, sino para mejorar la experiencia cotidiana de operadores y equipos.»

Integrando legado e innovación

Los arquitectos navales ya no son solo diseñadores. Son integradores de sistemas, estrategas digitales y administradores ambientales.

Las próximas décadas verán una integración más estrecha entre el diseñador y el operador, aprovechando la innovación para examinar miles de variantes de diseño antes de cortar una sola placa de acero. Las regulaciones evolucionarán en paralelo, impulsando la innovación en buques de cero emisiones y autonomía.

Las empresas con visión de futuro continuarán demostrando cómo la tradición profundamente arraigada, cuando se combina con una innovación reflexiva y un apetito por la interrupción, puede dar forma a un futuro que es tan consciente del medio ambiente como comercialmente viable. Desde su perspectiva, el futuro no es tan desafiante como lleno de oportunidades.

Por Ekse de Elliott Bay, «Se nos presiona para ser más proactivos para participar con las partes interesadas y más precisos en la integración de la tecnología que no solo es innovadora sino también práctica y alineada con las realidades operativas.»

El contribuyente regular Chad Fuhrmann es consultor senior en Core Group Resources.