Máster en Nanotecnología para la Industria Naval

1.1. Introducción a la nanoscala: efectos cuánticos, alta relación superficie-volumen y propiedades emergentes

1.2. Clasificación de nanomateriales: cero-dimensionales (puntos cuánticos), unidimensionales (nanotubos), bidimensionales (grafeno) y tridimensionales

1.3. Grafeno y sus derivados (GO, rGO): estructura, propiedades mecánicas, conductividad y aplicaciones navales

1.4. Nanotubos de carbono (MWCNT, SWCNT) y nanofibras: síntesis y refuerzo de matrices poliméricas

1.5. Nanoestructuras metálicas y cerámicas: alúmina, sílice, óxido de titanio y circona en ambientes agresivos

1.6. Nanotribología marina: fricción, desgaste y lubricación a escala atómica y molecular

1.7. Métodos de caracterización estructural: microscopía electrónica de barrido (SEM) y transmisión (TEM)

1.8. Métodos de caracterización de superficies: microscopía de fuerza atómica (AFM) y difracción de rayos X (XRD)

1.9. Estabilidad dispersiva de nanopartículas en matrices líquidas y poliméricas navales

1.10. Toxicología marina y ecotoxicidad de nanomateriales: evaluación de impacto ambiental e interacciones biológicas

2.1. Mecanismos de corrosión marina a escala atómica en aceros navales, aleaciones de aluminio y titanio

2.2. Barreras nanométricas pasivas: pasivación de superficies mediante depósito de capas monoatómicas (ALD)

2.3. Inhibidores de corrosión encapsulados en nanoestructuras autorreparables (self-healing)

2.4. Nanopartículas de óxido de zinc y dióxido de titanio como bloqueadores de degradación en ambientes salinos

2.5. Nanocompuestos poliméricos anticorrosivos para zonas de pleamar y bajamar (splash zone)

2.6. Modificación nanotecnológica de ánodos de sacrificio para optimizar la eficiencia en protección catódica

2.7. Protección catódica por corriente impresa (ICCP) asistida por electrodos nanoestructurados

2.8. Evaluación electroquímica de nanorecubrimientos: espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS)

2.9. Nanofisuras y corrosión bajo tensión (SCC) asistida por ambiente marino: detección y mitigación

2.10. Estudios de durabilidad acelerada en cámara de niebla salina y ensayos de inmersión real

3.1. Proceso de bioincrustación marina (biofouling): formación de microfilms orgánicos y macroincrustaciones

3.2. Impacto hidrodinámico del bioincrustamiento: aumento de resistencia al avance y consumo de combustible

3.3. Restricciones internacionales sobre biocidas tóxicos (TBT, biocidas de cobre) y la necesidad de soluciones verdes

3.4. Nanorrecubrimientos antiadherentes (Foul-Release): fluoropolímeros y siliconas modificadas con nanometales

3.5. Superficies superhidrofóbicas e superhidrofílicas a escala nanométrica inspiradas en la piel de tiburón y la hoja de loto

3.6. Nanoencapsulación de biocidas orgánicos no contaminantes para liberación controlada y prolongada

3.7. Nanopartículas fotocatalíticas ($TiO_2$) para la degradación solar de microorgansimos en cascos

3.8. Recubrimientos nanométricos zwitteriónicos para la prevención de la adhesión proteica primaria

3.9. Ensayos hidrodinámicos de fricción superficial de nanorrecubrimientos en canales de experiencias hidrográficas

3.10. Aplicación industrial de pinturas nanotecnológicas en astilleros: compatibilidad, preparación de superficie y pintado

4.1. Polímeros reforzados con fibra (FRP) modificados con nanopartículas para cascos y superestructuras

4.2. Nanocompuestos epoxi reforzados con grafeno y nanotubos de carbono: mejora de la tenacidad a la fractura

4.3. Materiales sándwich con núcleos nanoestructurados para absorción de impactos y atenuación acústica

4.4. Aleaciones metálicas nanocristalinas para componentes críticos de propulsión y timones

4.5. Retardantes de llama nanotecnológicos (nano-arcillas, hidróxidos dobles laminados) para interiores de buques

4.6. Resistencia a la cavitación en hélices mediante la aplicación de nanorrecubrimientos elastoméricos de alta dureza

4.7. Nanocompuestos para tuberías y tanques de almacenamiento de GNL y amoníaco a temperaturas criogénicas

4.8. Procesos de fabricación de nanocompuestos navales: infusión de resina asistida por vacío (VARI) con nanofillers

4.9. Modelización multiescala de la respuesta mecánica de nanocompuestos en elementos finitos (FEM)

4.10. Ensayos no destructivos (NDT) para el control de calidad en estructuras fabricadas con nanocompuestos

5.1. Concepto de «Buque Inteligente» (Smart Ship) e integración de redes de nanosensores distribuida

5.2. Nanosensores piezorresistivos y de deformación basados en grafeno para la medición de esfuerzos en el casco

5.3. Detección precoz de grietas, fatiga y microiniciaciones de falla mediante nanosensores piezoeléctricos

5.4. Nanosensores químicos para la monitorización en tiempo real del grado de degradación y corrosión oculta

5.5. Nanosensores para el control de la calidad del aire interior, fugas de gases combustibles ($H_2$, $LNG$) y CO2

5.6. Sensores fotónicos a escala nanométrica y redes de fibra óptica empotradas en composites estructurales

5.7. Recolección de energía ambiental (Energy Harvesting) mediante nanogeneradores triboelectrónicos marinos

5.8. Transmisión inalámbrica de datos desde nanosensores e integración en sistemas de gestión de flota

5.9. Gemelos digitales (Digital Twins) alimentados con datos de densidad nanosensoatada para mantenimiento predictivo

5.10. Longevidad y encapsulamiento de nanosensores en condiciones extremas de presión submarina y salinidad

6.1. La estrategia de la OMI para la reducción de emisiones de GEI en el transporte marítimo comercial

6.2. Aislamiento térmico de alto rendimiento mediante aerogeles basados en nanosilicio en tanques y acomodaciones

6.3. Nanofluidos como refrigerantes avanzados: mejora de la transferencia térmica en motores marinos y sistemas auxiliares

6.4. Nanoaditivos para combustibles marinos: mejora de la atomización, combustión limpia y reducción de hollín/NOx

6.5. Electrodos nanoestructurados para celdas de combustible de hidrógeno y amoníaco aplicadas a la propulsión marina

6.6. Baterías marinizadas de última generación con ánodos de silicio nanoconfigurado y grafeno

6.7. Supercondensadores basados en nanomateriales de carbono para la gestión de picos de carga e hibridación eléctrica

6.8. Membranas nanoporosas para la captura y almacenamiento de carbono a bordo (Onboard Carbon Capture)

6.9. Disminución de la resistencia hidroeléctrica por viscosidad mediante micro y nanoburbujas asistidas

6.10. Evaluación del ciclo de vida (LCA) energético de la implementación nanotecnológica en el buque

7.1. Tratamiento de agua de lastre (Ballast Water Management): normativa de la OMI y problemas de especies invasoras

7.2. Membranas nanostructuradas de filtración para la inactivación de microorganismos en aguas de lastre

7.3. Nanofiltros de ósmosis inversa reforzados con acuaporinas y grafeno para la desalinización eficiente de agua de mar

7.4. Desinfección solar fotocatalítica de aguas grises y negras mediante nanomateriales semiconductores

7.5. Separadores nanoestructurados oleófilos e hidrófobos para la depuración de aguas de sentina y vertidos de hidrocarburos

7.6. Remoción de metales pesados y microplásticos en efluentes marinos mediante nanoadsorbentes magnéticos

7.7. Nano-biocidas para el control de la corrosión inducida microbiológicamente (MIC) en circuitos de refrigeración

7.8. Nanotecnología en la potabilización y conservación de agua dulce en buques de pasaje y plataformas

7.9. Diseño e integración de plantas compactas de nanofiltración en espacios reducidos de la sala de máquinas

7.10. Control de residuos y vertidos cero (Zero Liquid Discharge) mediante procesos de separación por nanomembranas

8.1. Métodos de síntesis de nanomateriales a escala industrial: Top-down (molienda) vs. Bottom-up (CVD, sol-gel)

8.2. Escalado industrial de pinturas y compuestos nanomodificados para grandes volúmenes navales

8.3. Técnicas de proyección térmica y plasma para el depósito de nanorrecubrimientos metálicos en componentes marinos

8.4. Integración de nanotecnologías en los procesos de corte, soldadura y tratamiento de chapas en astilleros

8.5. Compatibilidad de aplicaciones nanotecnológicas con las técnicas de chorreado y preparación de acero naval

8.6. Protocolos de seguridad industrial en la manipulación y dispersión de nanopartículas en entorno seco y húmedo

8.7. Automatización y robótica aplicada a la proyección de nanorrecubrimientos en grandes cascos

8.8. Control de calidad de procesos nanotecnológicos en la grada de construcción y muelle de armamento

8.9. Análisis de costes de capital (CAPEX) y costes operativos (OPEX) en la adopción de soluciones a nanoescala

8.10. Adaptación de las infraestructuras de los astilleros hacia instalaciones de fabricación limpia de alta tecnología

9.1. Marco normativo internacional de seguridad y salud en el trabajo con nanomateriales en la industria manufacturera

9.2. Vías de exposición humana a nanopartículas en astilleros: inhalación, contacto dérmico e ingestión accidental

9.3. Equipos de protección individual (EPI) específicos y sistemas de filtración de aire para la nano-manipulación

9.4. Evaluación del riesgo nanotecnológico (Control Banding) en las fases de producción y mantenimiento naval

9.5. Gestión de residuos y eliminación segura de productos con contenido nanométrico al final de la vida del buque

9.6. Regulación REACH y su aplicación específica a las sustancias nanoestructuradas comercializadas en el ámbito naval

9.7. El papel de las Sociedades de Clasificación (DNV, ABS, Lloyd’s Register) en la certificación de nanomateriales

9.8. Estandarización ISO/TC 229 e IEC/TC 113 en la caracterización y especificación de nanomateriales

9.9. Marco de responsabilidad civil y de productos ante fallas o impactos imprevistos de la nanotecnología

9.10. Análisis de percepción pública, ética y sostenibilidad en la adopción de tecnologías avanzadas en el mar

10.1. Definición del problema técnico o necesidad de optimización en un buque o estructura offshore específica

10.2. Selección justificada de la solución nanotecnológica (recubrimiento, nanocompuesto, nanosensor o sistema de filtración)

10.3. Diseño del nanomaterial o formulación del nanorrecubrimiento adaptado al entorno operacional seleccionado

10.4. Modelización técnica y simulación de la mejora obtenida (resistencia a corrosión, hidrodinámica, reducción de masa o consumo)

10.5. Plan de integración del proceso de aplicación o fabricación dentro de la cadena de montaje de un astillero

10.6. Evaluación del cumplimiento normativo ambiental, estatutario y de la sociedad de clasificación pertinente

10.7. Análisis de Nano-seguridad laboral, plan de gestión de riesgos y protocolo de manejo de materiales

10.8. Estudio de viabilidad económica, cálculo del retorno de la inversión (ROI) y ahorro operacional para el armador

10.9. Plan de monitorización, inspección periódica y mantenimiento de la solución nanotecnológica durante el ciclo de vida

10.10. Elaboración del documento técnico del proyecto integrador y defensa oral ante un tribunal de expertos navales y nanotecnólogos