Máster en Gemelos Digitales de Barcos y Puertos

1.1. Definición, tipologías y arquitectura de Gemelos Digitales (Digital Twins) en el sector marítimo-portuario

1.2. Hitos de la Transformación Digital en puertos y navieras: Puertos Inteligentes (Smart Ports) y Buques Conectados

1.3. Ciclo de vida del Gemelo Digital: diseño, construcción, operación y desmantelamiento

1.4. Interoperabilidad y estándares industriales: OpenMETA, ISO 23247 y especificaciones DNV/ABS

1.5. Infraestructura IoT submarina, de superficie y portuaria: sensores de vibración, inclinación, presión y caudal

1.6. Redes de transmisión de datos en tiempo real: 5G industrial, LoRaWAN, satélite LEO y protocolos MQTT/OPC UA

1.7. Computación en la Nube y Edge Computing para el procesamiento de datos masivos marítimos

1.8. Ciberseguridad en entornos OT/IT marítimos: protección de gemelos digitales contra intrusiones

1.9. Regulaciones de la OMI (Organización Marítima Internacional) e impacto de la digitalización en la descarbonización

1.10. Análisis coste-beneficio y retorno de inversión (ROI) en la implementación de gemelos digitales

2.1. Nubes de puntos y captura geométrica: escaneo láser LiDAR y fotogrametría en buques y muelles

2.2. Modelado de Información de Construcción (BIM) aplicado a la infraestructura portuaria (ISO 19650)

2.3. Modelado CAD naval 3D de alta fidelidad: cascos, superestructuras, máquinas y líneas de ejes

2.4. Conversión de modelos estáticos a modelos dinámicos interactivos para entornos en tiempo real

2.5. Motores gráficos de tiempo real para visualización hiperrealista: Unreal Engine, Unity y Omniverse

2.6. Modelado paramétrico de grúas STS, RTG, terminales automatizadas y accesorios de amarre

2.7. Integración de datos GIS (Sistemas de Información Geográfica) y bathymetría 3D en el modelo del puerto

2.8. Optimización de mallas 3D y renderizado multinivel (LOD – Level of Detail) para ejecución fluida

2.9. Realidad Aumentada (AR), Mixta (MR) y Virtual (VR) para inspección técnica y operaciones inmersivas

2.10. Gestión de assets digitales y bibliotecas de componentes marinos estandarizados

3.1. Modelo hidrodinámico digital: Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) para el cálculo de resistencia al avance

3.2. Simulación de seakeeping (comportamiento en el mar): balanceo, cabeceo, guiñada y respuesta a olas irregulares

3.3. Monitorización estructural en tiempo real: galgas extensiométricas, fatiga de materiales y flexión del casco (hogging/sagging)

3.4. Gemelo digital del sistema de propulsión: motores principales, turbocompresores, líneas de ejes y hélices

3.5. Simulación de sistemas auxiliares: calderas, depuradoras, sistemas de lastre y tratamiento de aguas

3.6. Gestión digital del estabilidad y trimado: integración de tanques de lastre y cálculo de pesos en tiempo real

3.7. Gemelo digital de buques de energías alternativas: metanol, amoníaco, hidrógeno y propulsión eólica asistida

3.8. Evaluación del desgaste por corrosión y bioincrustación (fouling) en el casco mediante modelos predictivos

3.9. Validación experimental vs. digital: correlación entre pruebas de canal de experiencias hidrográficas y CFD

3.10. Certificación y aprobación de gemelos digitales de buques por las Sociedades de Clasificación (Lloyd’s, DNV, ABS)

4.1. Integración de datos AIS, GPS/GNSS, Radar, ARPA y ECDIS en el gemelo digital de navegación

4.2. Simulación de rutas oceánicas optimizadas (Weather Routing) en función de olas, viento y corrientes en tiempo real

4.3. Gemelos digitales para Buques Mercantes Autónomos de Superficie (MASS): niveles de autonomía OMI

4.4. Algoritmos de evasión de abordajes (COLREG) aplicados a buques autónomos en entornos simulados

4.5. Modelado y prueba digital de maniobras de atracado y desatracado de alta precisión

4.6. Simulación de fallos críticos en la mar (Failure Mode and Effects Analysis – FMEA) en buques autónomos

4.7. Pruebas Virtuales HIL (Hardware-in-the-Loop) para validación de pilots automáticos y sistemas DP (Posicionamiento Dinámico)

4.8. Replicación digital de la interacción hidrodinámica buque-buque y buque-canal (efecto pared/fondo)

4.9. Centros de Control Remoto en tierra (ROC) respaldados por gemelos digitales de buques en navegación

4.10. Análisis predictivo del impacto ambiental: cálculo dinámico del indicador CII (Carbon Intensity Indicator)

5.1. Modelado digital de obras marítimas: diques de abrigo, muelles, pantalanes y zonas de fondeo

5.2. Simulación de agitación de oleaje dentro de la doci (puerto) y resonancia/seche mediante modelos numéricos

5.3. Gemelo digital de equipos de manipulación de carga: grúas STS, RTG, Reach Stackers y AGVs

5.4. Replicación digital del terminal de contenedores: gestión del yard, segregación de carga y movimientos óptimos

5.5. Gemelos digitales para terminales de graneles líquidos, sólidos y carga rodada (Ro-Ro)

5.6. Simulación de accesos terrestres: cuellos de botella en puertas (gates), ferrocarril y tráfico de camiones

5.7. Monitoreo en tiempo real de defensas, bollardos y tensiones de las líneas de amarre mediante sensores

5.8. Planificación y optimización de la asignación de atracaeros (Berth Allocation Problem) mediante simulación

5.9. Replicación digital de la red energética del puerto: Smart Grids, fotovoltaica y suministro eléctrico a buques (OPS)

5.10. Evaluación del impacto del cambio climático: simulación de subida del nivel del mar y eventos meteorológicos extremos

6.1. Flujos de ingesta masiva de datos en streaming desde barcos y sensores portuarios (Apache Kafka/Spark)

6.2. Limpieza de datos telemáticos marinos: filtrado de ruido GNSS, imputación de datos faltantes y detección de anomalías

6.3. Algoritmos de Machine Learning para Mantenimiento Predictivo de maquinaria naval y portuaria

6.4. Estimación de la Vida Útil Restante (RUL – Remaining Useful Life) de grúas, cascos y sistemas de propulsión

6.5. Modelos predictivos de tiempos de espera de buques (Dwell Time) y previsión de congestión en el puerto

6.6. Aprendizaje por Refuerzo (Reinforcement Learning) para la programación automática de operaciones de grúas

6.7. Redes Neuronales Informadas por la Física (PINNs) aplicadas a la mecánica de fluidos y estructuras marinitas

6.8. Algoritmos de detección de vertidos y contaminación en aguas portuarias combinando visión artificial y gemelo digital

6.9. MLOps para la actualización continua de modelos predictivos en el Gemelo Digital

6.10. Construcción de Dashboards operacionales y KPI predictivos para la toma de decisiones gerenciales

7.1. Simulación de Eventos Discretos (DES) aplicada a la logística portuaria (AnyLogic, FlexSim, Siemens Plant Simulation)

7.2. Integración del Gemelo Digital del puerto con los sistemas TOS (Terminal Operating System) y PCS (Port Community System)

7.3. Simulación de la cadena logística intermodal: puerto-ferrocarril-carretera y conectividad con micro-hubs

7.4. Replicación digital de la cadena de frío portuaria (Reefer Containers): trazabilidad térmica e interrupciones

7.5. Optimización del posicionamiento y reubicación de contenedores vacíos (Housekeeping optimization)

7.6. Modelado de colas y flujos de tráfico marítimo en canales de acceso y zonas de practicaje

7.7. Simulación de operaciones de avituallamiento (bunkering) tradicionales y de combustibles limpios (GNL, Hidrógeno)

7.8. Integración de la logística de almacenamiento en puerto con los sistemas ERP y portales aduaneros

7.9. Pruebas de estrés y resiliencia de la cadena de suministro ante interrupciones globales (paros, accidentes, pandemias)

7.10. Evaluación del desempeño energético e huella de carbono de la terminal mediante escenarios de simulación

8.1. Simulación digital de emergencias portuarias: incendios en embarcaciones, fugas químicas y explosiones

8.2. Modelado de dispersión de contaminantes, nubes tóxicas y vertidos de hidrocarburos (Oil Spill Modeling)

8.3. Gemelos digitales para la gestión de búsqueda y rescate (SAR) marítimo: simulación de deriva de náufragos

8.4. Simulación de evacuación de personas en megabuques de cruceros y terminales de pasajeros

8.5. Monitoreo de condiciones estructurales extremas durante tormentas en instalaciones offshore y puertos

8.6. Protocolos de respuesta rápida guiados por gemelos digitales en accidentes de abordaje o varada

8.7. Integración de sistemas de videovigilancia AI (CCTV) con el modelo 3D portuario para control de accesos y riesgos

8.8. Formación y entrenamiento de personal de emergencia portuario mediante simulaciones inmersivas en VR/AR

8.9. Análisis de riesgos y puntos críticos de vulnerabilidad (HAZOP) sobre el Gemelo Digital

8.10. Planes de continuidad de negocio marítimo basados en simulaciones de recuperación ante desastres

9.1. Plataformas líderes de Gemelos Digitales: Microsoft Azure Digital Twins, AWS IoT TwinMaker y Bentley iTwin

9.2. Desarrollo de microservicios y APIs RESTful/GraphQL para la conexión de datos entre sistemas marinos y la nube

9.3. Integración de motores de física en tiempo real para simulación de amarre, cargas e impactos en muelle

9.4. Creación de Grafos de Conocimiento (Knowledge Graphs) para representar relaciones complejas buque-puerto-carga

9.5. Modelos de datos abiertos e ontologías específicas para el dominio marítimo y portuario

9.6. Desarrollo de interfaces de usuario UX/UI para centros de mando y control portuarios de última generación

9.7. Integración con tecnologías de Cadena de Bloques (Blockchain) para auditar la veracidad de los datos del gemelo

9.8. Despliegue de Gemelos Digitales en entornos híbridos (a bordo en el buque / en la nube del puerto)

9.9. Estrategias de sincronización de datos a baja latencia entre el barco navegando y el puerto en tierra

9.10. Mantenimiento, actualización de software y gestión del cambio en proyectos informáticos portuarios

10.1. Selección del caso de estudio real: Gemelo Digital de Buque (propulsión, estructura o rutas) o de Puerto (terminal, agua o accesos)

10.2. Definición de la arquitectura del sistema: captura de datos, procesamiento Edge/Cloud y capas de visualización

10.3. Levantamiento geométrico 3D o integración del modelo CAD/BIM de la infraestructura o buque

10.4. Configuración de la capa IoT: simulación o ingesta de datos telemáticos en tiempo real

10.5. Desarrollo de los modelos dinámicos de simulación (hidrodinámicos, logísticos, estructurales o predictivos)

10.6. Implementación de algoritmos de analítica predictiva o inteligencia artificial para optimización

10.7. Integración en la plataforma de Gemelo Digital y desarrollo del Dashboard de control operacional

10.8. Validación del Gemelo Digital: pruebas de precisión, tiempos de respuesta y análisis de usabilidad

10.9. Elaboración de la memoria técnica, manual de arquitectura y plan de viabilidad económico-operativo

10.10. Presentación pública, demostración funcional en tiempo real y defensa oral del proyecto ante tribunal de expertos