1. Gestión integral de incidentes en el mar: protocolos, roles y cadena de mando para respuesta coordinada
2. Planificación y ejecución de operaciones: briefing, rutas, ventanas meteorológicas y criterios de go/no-go
3. Evaluación rápida de riesgos: matriz de criticidad, control de escena y decisiones bajo presión
4. Comunicación operativa: VHF/GMDSS, reportes estandarizados y enlace interinstitucional
5. Movilidad táctica y abordaje seguro: maniobras con RHIB, aproximación, amarre y recuperación
6. Equipos y tecnologías: EPP, señalización, localización satelital y registro de datos en campo
7. Atención inmediata al afectado: valoración primaria, hipotermia, trauma y estabilización para evacuación
8. Condiciones ambientales adversas: oleaje, visibilidad, corrientes y mitigación operativa
9. Simulación y entrenamiento: escenarios críticos, uso de RV/RA y ejercicios con métricas de desempeño
10. Documentación y mejora continua: lecciones aprendidas, indicadores (MTTA/MTTR) y actualización de SOPs

1. Fundamentos termodinámicos y mecánicos de la propulsión: ciclos de potencia (Otto, Diesel, Brayton), balances energéticos en plantas marinas, análisis de rendimiento térmico, pérdidas mecánicas en trenes de transmisión y factores de corrección para condiciones reales de operación.
2. Topologías de plantas de propulsión: arquitectura convencional (motor principal – línea de eje), plantas con turboeje y reductor, plantas híbridas diesel-eléctrica, gas-turbina y combinación COGAG/COGAS/COGEN, integración de pilas de combustible y almacenamiento por baterías para aplicaciones de alta potencia.
3. Diseño y análisis de conjuntos propulsores: selección de motores de alta potencia (pistón, gas turbine), criterios de dimensionado de reductoras, acoplamientos elásticos, flechas y juntas universales; cálculo de esfuerzos, modos propios, y criterios de fatiga en componentes rotativos.
4. Propulsores y hélices: diseño hidrodinámico avanzado de hélices (BEM, CFD), cavitación y mitigación, hélices de paso variable (CPP) vs paso fijo (FP), protuberancias, skew, interacción casco-hélice (wake-adaptive), hélices de paso contracorriente y análisis experimental en tacómetros y tanques de ensayo.
5. Propulsión azimutal y pods: principios operativos, ventajas en maniobrabilidad, cargas dinámicas en ejes y cascos, refrigeración y sellado en pods, problemas de vibraciones y fracturas por fatiga, procedimientos de mantenimiento y retirada en dique seco.
6. Sistemas auxiliares críticos: bombas de lubricación y refrigeración, sistemas de combustibles de alta presión, tratamiento y acondicionamiento de combustibles bunker, sistemas de arranque y parada, sistemas de purga y separación, y criterios de diseño para redundancia y segregación.
7. Turbocompresores y sobrealimentación: geometrías, mapas de compresor y turbina, mismatching, control de soplado, sistemas de by-pass y wastegate, análisis de transient response y estrategias de control para estabilidad operativa en regímenes transitorios.
8. Emisiones y postratamiento: normativa IMO (Tier I-II-III), soluciones SCR, EGR, depuración de NOx/PM/SOx, sistemas de reducción catalítica selectiva, manejo de urea/AdBlue, monitorización de emisiones y cumplimiento de zonas ECA y requisitos de certificación de sociedades de clasificación.
9. Electrónica de potencia aplicada a propulsión: convertidores estáticos (AC/DC, DC/AC, multilevel), inversores IGBT/SiC, rectificadores controlados, convertidores de frecuencia, transformadores marinos y aislamiento, filtros activos y pasivos, conceptos de calidad de energía (THD, flicker) y mitigación de armónicos.
10. Sistemas de generación y distribución eléctrica a bordo: diseño de generadores síncronos de media y alta potencia, alternadores marinos, sincronismo, redistribución de carga, bus de AC y DC (incluyendo HVDC embarcado), selecciones de seccionamiento, protecciones y coordinación de relés.
11. Control de planta y gestión de potencia (PMS): algoritmos de control para optimización de combustibles, estrategias de carga (load sharing), control en isla vs conexión a red, black start, secuencias automáticas de emergencia, y arquitectura de control distribuido con protocolos industriales (Ethernet/IP, Modbus, PROFINET, IEC 61850 adaptado).
12. Monitorización inteligente y diagnóstico: adquisición de señales críticas (vibración, temperatura, presión, torque, consumo específico), sensores avanzados (strain gauges, crankcase pressure sensors, cylinder pressure), acondicionamiento de señal y sincronización para análisis de combustión y detección precoz de fallos mediante algoritmos DSP.
13. Analítica avanzada y gemelo digital: construcción de modelos digitales de planta, calibración con datos reales, técnicas de Machine Learning para prognostics & health management (PHM), detección de anomalías, estimación de vida remanente (RUL) y optimización predictiva de mantenimientos.
14. Estrategias de fiabilidad y mantenimiento: implementación de RCM, CBM y PM optimizados por datos, análisis FMEA/FMECA aplicado a conjuntos motrices, determinación de políticas de repuestos críticos, stock strategies, coste del ciclo de vida (LCC) y KPI operativos para maximizar disponibilidad.
15. Ensayos, puesta en marcha y aceptación: procedimientos FAT/SAT, pruebas de banco de motores a escala real, instrumentación para pruebas de mar (sea trials), curvas de rendimiento, pruebas de vibración modal, ensayos de cavitación y protocolado para certificación y aceptación por armador y sociedad de clasificación.
16. Simulación numérica y modelado estructural: uso avanzado de CFD para interacción casco–hélice, FEA para análisis de tensiones y fatiga en ejes, acoplamiento fluid–structure interaction (FSI), modelado multi-física para prever fallos y optimizar diseños de reducido gasto energético y minimización de emisiones.
17. Seguridad funcional, normas y clasificación: aplicaciones de IEC 61508/61511, clasificación SOC/SIL para sistemas de control críticos, requisitos SOLAS y código IGF cuando procede, directrices de sociedades de clasificación (LR, DNV, ABS, BV) y procedimientos de inspección preventiva.
18. Integración operacional y gestión de la energía: tácticas de operación económica (eco‑speed, trim optimization), recuperación de energía de escape y ORC para aprovechamiento de calor residual, uso de shaft generators y estrategias híbridas para reducción de consumo y emisiones en rutas comerciales.
19. Almacenamiento de energía y combustibles alternativos: diseño e integración de BESS (baterías LFP/NMC), sistemas de gestión de baterías (BMS), pila de combustible (H2), hidrógeno embarcado y amoníaco, seguridad, gestión térmica, balance de masa/energía y análisis de viabilidad técnica y económica para retrofit y nueva construcción.
20. Ciberseguridad y resiliencia operacional: análisis de amenazas en redes OT/IT a bordo, segmentación de redes, hardening de PLC/RTU, gestión de parches, detección de intrusiones y planes de continuidad operativa para proteger sistemas de propulsión y evitar parálisis de planta por ataque o fallo sistémico.
21. Casos prácticos y estudios de incidentes: análisis forense de fallos reales (fracturas de eje, fallo de reductora, detonaciones por combustible contaminado), lecciones aprendidas, protocolos de respuesta y mejora de diseños y procedimientos para evitar recurrencias.
22. Proyecto aplicado y taller integrado: diseño completo de una planta de propulsión de alta potencia para un buque específico, especificación técnica de equipos, selección de proveedores, modelado y simulación, plan de pruebas en banco y mar, y desarrollo de un protocolo de mantenimiento predictivo mediante gemelo digital.

1. Arquitecturas integradas de propulsión: comparación técnica y criterios de selección entre configuraciones convencionales (FPP/CPP, eje rígido) y arquitecturas avanzadas (diesel-electric, CODAG, CODOG, CODLAG, full electric, hybrid), análisis de trade-offs en eficiencia, redundancia, masa, volumen y coste total de ciclo de vida (LCC).
2. Diseño hidrodinámico y acoplamiento casco‑propulsor: metodología avanzada para optimización de hélices (skew, rake, cupping), análisis de wake, interacción propulsor‑tubo, cálculo de curvas de funcionamiento en agua abierta, modelado de cavitación mediante RANS/URANS y emparejamiento CFD‑túnel de ensayo; mitigación de erosión y pérdida de rendimiento por incrustaciones.
3. Tipologías de propulsores de alta potencia: diseño, prestaciones y límites operativos de hélices de paso fijo y variable (CPP), pods azimutales (azipod), contra‑rotantes, waterjets y soluciones rim‑driven; criterios de selección según misión (remolque, ferry, offshore, naval) y análisis de eficiencia en régimen transitorio.
4. Prime movers y ciclo termodinámico: diseño y especificación de motores diésel 2T/4T y turbinas de gas de alta potencia, integración de motores dual‑fuel (LNG/methanol/hidrógeno), recuperación de calor y sistemas ORC, análisis de consumo específico de combustible (SFOC) y estrategias de operación para optimización térmica.
5. Sistemas de generación eléctrica y sincronización: generación síncrona y asíncrona a bordo, excitación electrónica, sincronismo múltiple, estrategias de load sharing, control de islas y prevención de blackouts; integración con generadores auxiliares y grupos de emergencia.
6. Electrónica de potencia de alta potencia: arquitectura y dimensionamiento de convertidores AC‑DC, DC‑AC, multilevel converters, VSC y PWM avanzado; comparación semiconductores IGBT vs SiC/GaN para aplicaciones marinas y estrategias de gestión térmica y protección eléctrica en ambientes marítimos.
7. Control avanzado de máquinas eléctricas y accionamientos: control por vector (FOC), control directo de par (DTC), control de motores síncronos de imanes permanentes (PMSM), control sensorless, algoritmos de puesta a punto y validación en tiempo real; reducción de transitorios y respuesta en maniobra.
8. Topologías y gestión de redes eléctricas a bordo: diseño de MVDC y AC grids (3.3/6.6/11 kV), transformerless architectures, selectividad de protecciones, coordinación de relés, interruptores de potencia (VAC, SF6, VCB), earthing systems y mitigación de armónicos según normas IEC y clasificación.
9. Gestión de energía y optimización operativa (PMS): sistemas de gestión de potencia, estrategias de despacho optimizado de generadores, minimización de consumo y emisiones mediante algoritmos predictivos, gestión de picos, black start y estrategias de recuperación en fallos múltiples.
10. Integración y dimensionado de almacenamiento energético: tecnologías de baterías (Li‑ion, LFP, flow), supercondensadores, sistemas híbridos; criterios de sizing para carga auxiliar, maniobra y peak shaving; BMS, seguridad térmica, protocolos de carga y estrategias de ciclo de vida.
11. Automatización y control en tiempo real: arquitectura PLC/DCS/RTU para plantas de potencia, requisitos de determinismo, implementación de Model Predictive Control (MPC), control adaptativo y tolerante a fallos; niveles de integridad funcional (SIL) y diseño de redundancias.
12. Sensórica y adquisición industrial: selección, instalación y calibración de sensores críticos (acelerómetros triaxiales, strain gauges, torquímetros, encoders de árbol, sensores de presión y temperatura, fuel flow meters, sensores NOx/sox), sincronización temporal (PTP/NTP) y aseguramiento de calidad de la señal en entornos marinos.
13. Monitorización de condición y técnicas de diagnóstico: análisis vibracional (FFT, ordenamiento, cepstrum), análisis torsional, análisis modal, análisis de aceite (ferrografía, ICP), ultrasonidos, termografía y acústica para detección temprana de fallos en rodamientos, engranajes, sellos y ejes.
14. Gemelos digitales para plantas de propulsión: creación y puesta en producción de modelos físicos y empíricos (CFD + FEA + modelos dinámicos), sincronización bidireccional real‑time, virtual commissioning, calibración continua, uso para evaluación de escenarios, optimización de parámetros y soporte a decisiones operativas.
15. Algoritmos de mantenimiento predictivo y analítica avanzada: arquitecturas de ML/AI (LSTM, CNN, modelos híbridos física‑datos) para detección de anomalías, estimación del Remaining Useful Life (RUL), explicabilidad (XAI), estrategias de entrenamiento, validación cruzada y despliegue en edge/cloud para minimizar latencia.
16. IIoT, comunicaciones industriales y ciberseguridad: protocolos (OPC‑UA, MQTT, Modbus), topologías mesh/ethernet industrial, Time‑Sensitive Networking (TSN), segmentación de redes, medidas de cifrado, autenticación y cumplimiento IEC‑62443 para garantizar integridad y disponibilidad de datos críticos.
17. Estrategias de fiabilidad y assurance engineering: aplicación práctica de RCM, FMECA, análisis Weibull, cálculo MTBF/MTTR, definición de objetivos de disponibilidad, planes de mejora de fiabilidad, diseño para mantenibilidad (DfM) y análisis coste‑beneficio orientado al ciclo de vida.
18. Planificación y ejecución de mantenimiento proactivo: desarrollo de programas CBM/PM, planificación de paradas, logística de repuestos, optimización de inventarios (min‑max, nivel de servicio), contratos de mantenimiento basados en rendimiento (PBC) y KPIs (availability, reliability, OEE, cost per operating hour).
19. Pruebas, puesta en marcha y aceptación marina: protocolos FAT/SAT, instrumentación y ensayos en banco y mar, ensayos de vibración y acústica, pruebas de carga y maniobra, criterios de aceptación basado en firmas de rendimiento, elaboración de informes de verificación y transferencia operativa.
20. Regulación, clasificación y certificación: requisitos y cumplimiento práctico de IMO/MARPOL (emisiones Tier III, EEDI), normas de sociedades de clasificación (DNV, LR, ABS), IEC 60092, ISO 19030 para medición de performance y procesos de certificación para combustibles alternativos y sistemas eléctricos a bordo.
21. Emisiones, tratamiento de gases y combustibles alternativos: diseño e integración de SCR, EGR, sistemas de tratamiento de partículas, manejo seguro y almacenamiento (LNG cryo, hidrógeno, amoníaco, metanol), evaluación de riesgos, segregación y normas de bunkering y operación.
22. Gestión térmica y fiabilidad mecánica: cálculo de circuitos de refrigeración, intercambiadores, sistemas de lubricación, diseño de cojinetes (tilting pad, hydrodynamic), sellos mecánicos y stern tube seals, análisis de fatiga por vibración y estrategias de protección contra FOD y corrosión.
23. Reducción de ruido y vibraciones (NVH): técnicas de diseño y mitigación de transmisión (isoladores, mounts, couplings flexibles), análisis espectral para signature reduction, control de emisiones acústicas en cumplimiento con normativa y requisitos operativos (pasajeros, offshore, naval).
24. Mejora continua y optimización operacional: implementación de programas de performance monitoring, estrategias para hull & propeller maintenance (limpieza, pulido, antifouling), uso de ISO 19030 para medir mejoras y cálculo de ROI en proyectos de retrofit y modernización.
25. Retrofits, modernizaciones y extensión de vida útil: metodologías de evaluación técnica y económica para repowering, hybridization, sustitución de propulsores, integración de electrónica de potencia y digitalización en buques existentes; gestión de interfaces y mitigación de riesgos de integración.
26. Capacitación, simulación y transferencia de conocimiento: diseño de planes de formación técnica, programas de simuladores para operación y mantenimento, procedimientos operativos normalizados, desarrollo de equipos de diagnóstico a bordo y certificación de competencias técnicas del personal.
27. Proyecto integrador y estudios de caso reales: desarrollo de un proyecto aplicado que incluye diseño, simulación, especificación técnica, plan de pruebas, estrategia de mantenimiento y análisis económico detallado orientado a demostrar ahorro de combustible, reducción de emisiones y aumento de disponibilidad operativa.

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Ingeniería y Validación de Plantas de Propulsión Marítima y Motores de Alta Potencia: Simulación CAE/CFD, Ensayos en Banco, Análisis Vibracional y Gestión del Ciclo de Vida

1. Objetivo del módulo: proporcionar competencias avanzadas en diseño, modelado numérico, ensayo experimental y gestión del ciclo de vida de sistemas de propulsión marítima y motores de alta potencia, habilitando al alumno para liderar proyectos de I+D, certificación y optimización operativa a nivel industrial.
2. Fundamentos termofluidos y mecánicos: revisión exhaustiva de ecuaciones de conservación (Navier–Stokes, continuidad, energía), ecuaciones de estado, flujo compresible e incompresible, intercambio térmico en motores y circuitos auxiliares, y mecánica de elementos rotativos.
3. Diseño de plantas de propulsión: arquitecturas (ejes convencionales, podded, azimuthing, CPP/FP), criterios de disposición, integración de cajas reductoras, lineamientos para diseño de ejes, soportes y sistemas de transmisión híbrida.
4. Motores de alta potencia: características de motores diésel marinos de media y baja velocidad, ciclos termodinámicos, sobrealimentación (turboalimentadores, compresores), sistemas de recirculación de gases (EGR), tratamiento de emisiones (SCR, DPF) y combustibles alternativos (LNG, HVO, metanol).
5. Metodología CAE/CFD aplicada a propulsión: cadena de trabajo completa (preprocesado, mallado estructurado y no estructurado, refinamiento near-wall, criterios de independencia de malla), definición de BCs y validación numérica frente a datos experimentales.
6. Modelos de turbulencia y multiphase: RANS (k-ε, k-ω SST), LES, DES, VOF, cavitación (Schnerr–Sauer, Zwart–Gerber–Belamri), modelado de interacción fluido-estructura (FSI) y consideraciones para simulación transiente.
7. Interacción casco-propulsor: análisis del campo de estela, pérdida inducida, excéntricas de empuje, mapeo de wake, diseño de hélices de paso variable y compensación de cavitación mediante optimización del flujo alrededor del casco.
8. Cavitation & erosión: física de iniciación y desarrollo de cavitación, criterios de daño por cavitación, metodología de predicción numérica y experimental, y estrategias de mitigación en diseño y material.
9. Modelado de combustión y emisiones: atomización de spray, modelos de combustión (PDF, ECFM), cinética simplificada, predicción de NOx/soot, estrategias de reducción, mapeo de consumo específico y calibración de mapas de motor.
10. Análisis termo-mecánico y selección de materiales: transferencia térmica en bloques, culatas y intercambiadores, fatiga térmica, selección de aleaciones, tratamientos superficiales y efectos de soldadura en piezas críticas.
11. Dinámica rotacional y torsional: análisis modal de rotores, frecuencias críticas, acoplamiento torsional entre motor y línea de eje, modelado en 1D/3D y técnicas de mitigación (dampers, acoplamientos flexibles).
12. Análisis vibracional avanzado: teoría y práctica de FFT, ordenes de vibración, envelope analysis, cepstrum, técnicas de filtrado, y correlación entre señales vibracionales y modos estructurales para diagnóstico.
13. Ensayos experimentales en banco de pruebas: diseño de bancos (potencia, par, refrigeración), instrumentación (celulas de carga, transductores de presión, termopares), procedimientos de ensayo (steady-state, transient, endurance) y protocolos de seguridad.
14. Instrumentación y adquisición de datos: selección y calibración de sensores (acelerómetros, strain gauges, micrófonos hidroacústicos, LDV, PIV), sistemas DAQ (LabVIEW, DIAdem), sincronización y muestreo para análisis de alta resolución.
15. Técnicas experimentales de fluidos: PIV, LDV, sonda de presión, ensayos en túnel de cavitación y en piscina de ensayo, consideraciones de escala (números de Reynolds y Froude) y metodologías de corrección para extrapolación a escala real.
16. Ensayos de aceptación y puesta en servicio: FAT/SAT, protocolos de prueba acordes a sociedades de clasificación, criterios de aceptación de rendimiento, pruebas de mar y elaboración de informes técnicos.
17. Integración CAE-FEA y FSI: acoplamiento entre CFD y elementos finitos (Abaqus, Nastran), análisis de respuesta estructural bajo cargas hidrodinámicas, verificación de fatiga por cargas fluctuantes y solución de problemas de resonancia.
18. Diagnóstico y mantenimiento basado en condición: técnicas de trending, umbrales de alarma, análisis de aceite, algoritmos de detección de anomalías y uso de machine learning para predicción de fallos y optimización de intervenciones.
19. Metodologías de modelado de sistemas: herramientas 1D/0D (GT-Power, Ricardo), co-simulación con MATLAB/Simulink, integración con modelos CFD para ensayos virtuales y optimización de la planta completa.
20. Control y regulación de motores: diseño de curvas de par-potencia, estrategias de gestión térmica, control de sobrealimentación, calibración de ECU, mapas de inyección y control multimodal para plantas híbridas.
21. Optimización y diseño multi-objetivo: uso de DOE, optimización adjunta, algoritmos genéticos y técnicas de compromiso entre eficiencia, cavitación, emisiones y emisiones acústicas.
22. Acústica submarina y mitigación de ruido: fuentes aero- e hidroacústicas, modelado de ruido por cavitación, impacto en la firma sonora, y medidas de reducción mediante diseño de hélices y aislamiento estructural.
23. Ensayos avanzados de vibración: ensayos EMA/OMA, ensayos de excitación controlada (shakers), técnicas de identificación modal operativa, correlación entre modelos numéricos y resultados experimentales.
24. Normativa, certificación y cumplimiento: marcos regulatorios (IMO Tier, MARPOL), requisitos de sociedades de clasificación (DNV, ABS, LR), documentación para certificación y procesos de auditoría técnica.
25. Fatiga y fractura en componentes críticos: análisis por elementos finitos para vida a fatiga, criterios de fallo, propagación de grietas (LEFM), planes de inspección y técnicas NDT (UT, RT, MPI).
26. Fabricación y control de calidad: procesos de fabricación de componentes de alta potencia, tolerancias críticas, control dimensional, impacto de tratamientos térmicos y procesos aditivos en propiedades mecánicas.
27. Gestión del ciclo de vida y coste total de propiedad: modelos LCC, RAMS (reliability, availability, maintainability, safety), estrategias de mantenimiento (correctivo, preventivo, predictivo) y planificación de repuestos.
28. Software y entornos industriales: práctica guiada con ANSYS Fluent/CFX, Star-CCM+, OpenFOAM, GT-Power, Ricardo, MATLAB/Simulink, Abaqus/Nastran, LabVIEW; plantillas y scripts reproducibles para pipelines CAE→ENSAYO→VALIDACIÓN.
29. Proyectos aplicados y colaboraciones industriales: resolución de casos reales proporcionados por astilleros y fabricantes OEM, ejecución de un proyecto final que incluya modelado, ensayo, análisis de resultados y plan de certificación.
30. Resultados de aprendizaje y salidas profesionales: capacidad para liderar equipos de diseño y validación de plantas de propulsión, roles en I+D, comisiones de pruebas, clasificación técnica y consultoría en optimización energética y reducción de emisiones.
31. Evaluación y entregables: informes técnicos profesionales, notebooks de simulación reproducibles, campañas experimentales con trazabilidad de datos, defensa del proyecto final ante un tribunal mixto academia-industria y certificación oficial del módulo.

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Proyecto Avanzado de Propulsión Marina y Motores de Alta Potencia: Diseño de Sistemas Modulares, Conversión y Gestión de Energía, Control en Tiempo Real y Diagnóstico basado en IA para Operaciones Certificadas

1. Arquitectura modular de propulsión: principios de diseño por bloques funcionales (generación, conversión, distribución, accionamiento), interfaces estandarizadas, conectividad plug-and-play y estrategias para hot-swap en planta propulsora.
2. Topologías de propulsión: análisis comparativo de ejes mecánicos clásicos, propulsión eléctrica (M/E, shaft generator, CPP, FPP), pods azimutales y sistemas híbridos serie/paralelo; criterios de selección según misión, eficiencia y requisitos de maniobra.
3. Conversión y acondicionamiento de potencia: transformadores marinos, rectificadores, inversores multinivel (NPC, IEC), convertidores DC-DC, filtrado de armónicos y técnicas de mitigación para cumplimiento de emisiones electromagnéticas.
4. Gestión de redes eléctricas a bordo: arquitecturas AC/DC, microgrids marinos, control de frecuencia y tensión, sincronización entre generadores, control de carga crítica y estrategias de black start.
5. Motorización de alta potencia: motores eléctricos síncronos y asíncronos, máquinas de reluctancia, motores criogénicos y de superconductores; consideraciones térmicas, de par, inercia y acoplamiento al tren de transmisión.
6. Sistemas de conversión de combustible y propulsión alternativa: integración de GNL, e-metanol, hidrógeno, pilas de combustible y baterías de alta densidad; sistemas de almacenamiento, gestión térmica y seguridad en espacio limitado.
7. Control en tiempo real: diseño e implementación de controladores embarcados (PLC, RTOS, FPGA), control vectorial, Field Oriented Control (FOC), control predictivo basado en modelos (MPC) y estrategias redundantes para disponibilidad 24/7.
8. Diagnóstico avanzado y mantenimiento predictivo: metodologías de detección de fallos, análisis de vibraciones, espectros de torque, monitoreo de combustión, y pipelines de datos para modelos de salud del activo (PHM) basados en aprendizaje automático.
9. Inteligencia artificial aplicada: arquitecturas de redes neuronales para clasificación de fallos, redes convolucionales para análisis de señales y Fourier, modelos de series temporales (LSTM, Transformer) para predicción de degradación y optimización en tiempo real.
10. Gemelos digitales (digital twins): creación de modelos multifísicos acoplados (CFD+CAE+sistema de control), sincronización de datos en tiempo real, validación contra pruebas de mar y uso en simulación de escenarios de fallo y optimización operativa.
11. Instrumentación crítica: selección e integración de sensores de torque, velocidad, temperatura, presión de aceite, acelerómetros triaxiales, sensores de combustión y emisiones; calibración, trazabilidad y tolerancias para certificar operatividad.
12. Normativa, certificación y clasificación: requisitos de IMO, SOLAS, MARPOL, DNV, LR, BV y certificaciones CE; procesos de verificación y validación para sistemas de propulsión eléctrica e híbrida y criterios para aceptación en pruebas de mar.
13. Seguridad funcional y ciberseguridad: aplicación de IEC 61508/61511, SIL levels para sistemas críticos, hardening de comunicaciones (IEC 62443), gestión de keys, segmentación de redes y respuesta a incidentes en plataformas marítimas.
14. Integración de control del buque: interoperabilidad con bridge systems, DP (posicionamiento dinámico), sistemas de gestión de energía (EMS), alarmas normalizadas y prácticas para minimizar interfases hombre-máquina complejas durante emergencias.
15. Metodologías de conversión y retrofit: evaluación estructural y de estabilidad para cambios de planta, criterios para sustitución de motores térmicos por eléctricos, planificación de paradas, gestión de riesgos y análisis coste-beneficio a LCC.
16. Ensayos y puesta en marcha: protocolo de FAT/SAT, ensayos en banco (dynamometer), pruebas de integración, curvas de rendimiento, pruebas de vibración y acústica, y campaña de pruebas en mar con métricas de aceptación.
17. Optimización del consumo y reducción de emisiones: estrategias de operación óptima, curvado de potencia, recuperación de energía (waste heat recovery), carga óptima de baterías y cumplimiento de Tier III y futuras normativas de emisiones.
18. Análisis de fiabilidad y disponibilidad: FMEA/FMECA específicos para trenes de potencia, modelos de Markov para disponibilidad, spare parts strategy y logística para operaciones en rutas remotas.
19. Simulación avanzada y herramientas CAE: uso de CFD para hélices y flujo de agua, FEA para ejes y soportes, modelado electromagnético para maquinaria y simuladores tiempo real para formación de tripulación y validación de controladores.
20. Consideraciones de EMC/EMI y compatibilidad: diseño de rutas de masa, filtrado de alimentación, blindaje de convertidores y cumplimiento de estándares para evitar interferencias con sistemas de navegación y comunicación.
21. Planificación de proyectos y gestión integrada: hojas de ruta técnica, cronogramas, gestión de cambios, coordinación con astilleros y suministradores, y metodologías ágiles aplicadas a proyectos de ingeniería marítima de alta complejidad.
22. Casos de estudio y aplicación industrial: análisis de proyectos reales de conversión a propulsión eléctrica e híbrida, lecciones aprendidas en retrofit de alta potencia y benchmarking de soluciones líderes en mercado.
23. Formación y competencias del equipo: requisitos de certificación para operadores y técnicos, programas de entrenamiento en simuladores, procedimientos de emergencia y protocolos de mantenimiento para garantizar operación certificada.

1. Arquitectura y componentes del sistema: diseño estructural, materiales y subsistemas (mecánicos, eléctricos, electrónicos y de fluidos) con criterios de selección y montaje en entornos marinos
2. Fundamentos y principios de operación: bases físicas y de ingeniería (termodinámica, mecánica de fluidos, electricidad, control y materiales) que explican el desempeño y los límites operativos
3. Seguridad operativa y medioambiental (SHyA): análisis de riesgos, EPP, LOTO, atmósferas peligrosas, gestión de derrames y residuos, y planes de respuesta a emergencias
4. Normativas y estándares aplicables: requisitos IMO/ISO/IEC y regulaciones locales; criterios de conformidad, certificación y buenas prácticas para operación y mantenimiento
5. Inspección, pruebas y diagnóstico: inspección visual/dimensional, pruebas funcionales, análisis de datos y técnicas predictivas (vibraciones, termografía, análisis de fluidos) para identificar causas raíz
6. Mantenimiento preventivo y predictivo: planes por horas/ciclos/temporada, lubricación, ajustes, calibraciones, sustitución de consumibles, verificación post-servicio y fiabilidad operacional
7. Instrumentación, herramientas y metrología: equipos de medida y ensayo, software de diagnóstico, calibración y trazabilidad; criterios de selección, uso seguro y almacenamiento
8. Integración e interfaces a bordo: compatibilidad mecánica, eléctrica, de fluidos y de datos; sellado y estanqueidad, EMC/EMI, protección contra corrosión y pruebas de interoperabilidad
9. Calidad, pruebas de aceptación y puesta en servicio: control de procesos y materiales, FAT/SAT, pruebas en banco y de mar, criterios “go/no-go” y registro de evidencias
10. Documentación técnica y práctica integradora: bitácoras, checklists, informes y caso práctico completo (seguridad → diagnóstico → intervención → verificación → reporte) aplicable a cualquier sistema

1. Fundamentos de ciberseguridad en entornos OT marítimos: diferencias clave entre IT y OT, modelos de riesgo específicos para plantas de propulsión, amenazas emergentes a motores de alta potencia y principios de seguridad por diseño aplicados a arquitecturas de propulsión.
2. Normativa y estándares aplicables: análisis detallado de IEC 62443 (todas sus partes relevantes), ISO/IEC 27001 aplicada a instalaciones marinas, directrices de la IMO sobre gestión del riesgo cibernético y requerimientos de sociedades de clasificación (DNV, LR, ABS) para certificación de sistemas de propulsión.
3. Protocolos deterministas en redes industriales: arquitectura y comportamiento temporal de Profinet IRT, EtherCAT, Powerlink, Modbus determinista y Time-Sensitive Networking (TSN); implicaciones para control en tiempo real de unidades PROP y E/E controladoras de motores de alta potencia.
4. Diseño de topologías seguras para plantas de propulsión: segmentación física y lógica, Zonas y Conduits según IEC 62443, uso de VLANs, firewalls OT-aware, DMZ para integración con sistemas IT y arquitectura resilient para tolerancia a fallos en motores principales y auxiliares.
5. Protección y endurecimiento de PLC/RTU y controladores de motores: hardening de firmware, gestión segura de credenciales, control de acceso basado en roles, listas blancas de aplicaciones, secure boot y mitigaciones frente a manipulación de lógica de control que pueda afectar parámetros críticos (inyección de setpoints, límites de RPM, curvas de par).
6. Seguridad de SCADA/HMI en plantas de propulsión: segmentación, hardening de sistemas HMI, autenticación multifactor, cifrado de comunicaciones operativas, protección de históricos de telemetría, y estrategias para prevenir y detectar modificaciones maliciosas en pantallas y alarmas críticas.
7. Gestión de la integridad de sensores y actuadores: métodos de verificación de datos de sensores (tachómetros, transmisores de temperatura, medidores de flujo), detección de spoofing y discrepancias entre señales redundantes para proteger lazos de control que regulan la combustión y transmisión en motores de alta potencia.
8. Monitoreo y detección en OT marítimo: diseño e implementación de IDS/IPS especializados para tráfico industrial (Deep Packet Inspection para protocolos deterministas), soluciones de visibilidad OT (flow collectors, TAPs), uso de baselines de comportamiento y machine learning para detección de anomalías en perfiles de operación de motores.
9. Criptografía y sincronización temporal en redes deterministas: aplicación de IPsec/DTLS en entornos con requisitos de latencia, arquitectura de claves en planta, uso de hardware seguro (TPM/HSM) y mecanismos de sincronización (PTP/IEEE 1588) para preservar determinismo sin comprometer seguridad.
10. Gestión segura de actualizaciones y parches en sistemas embarcados: estrategias de pruebas en CI/CT (continuous integration/continuous testing) para firmware de PLCs y controladores de motor, procedimientos de roll-back seguros, validación de firmas digitales y procedimientos de aceptación operacional en frío y caliente.
11. Acceso remoto seguro y telemetría para diagnóstico de motores: diseño de gateways seguros, VPNs gestionadas, jump hosts con registro forense, control de proveedores externos, y políticas para mantenimiento remoto sin comprometer la integridad de la planta de propulsión.
12. Pruebas de penetración ética y ejercicios Red Team/Blue Team en plantas de propulsión: alcance seguro de pruebas, limitaciones operativas, escenarios de validación de resiliencia frente a ataques a PLC/SCADA, y métricas para medir tiempos de detección, contención y recuperación en sistemas de potencia marina.
13. Respuesta a incidentes en motores de alta potencia: playbooks operacionales y técnicos para aislamiento de redes, procedimientos seguros de parada controlada (safe shutdown) y modos degradados, coordinación puente-máquina, comunicación con autoridades portuarias y preservación de evidencia digital y física.
14. Análisis forense OT y gestión de evidencias: recolección segura de logs PLC/SCADA, sincronización de trazas temporales, técnicas de preservación de memoria y firmware, cadena de custodia, y colaboración legal/operativa para investigación post-incidente sin comprometer seguridad mecánica del motor.
15. Resiliencia ciberfísica y continuidad operativa: diseño de redundancia en controladores, strategies N+1 para sistemas de accionamiento, pruebas de conmutación en caliente, pruebas de degradación controlada y recuperación operacional priorizando la seguridad de la tripulación y la integridad del sistema de propulsión.
16. Integración de OT con Cloud y Analítica: arquitecturas seguras para ingestión de telemetría de motores en la nube, anonimización y clasificación de datos sensibles, modelos de ML para mantenimiento predictivo y consideraciones regulatorias y de latencia para decisiones de control crítico.
17. Laboratorios prácticos intensivos y simuladores reales: ejercicios con PLCs (Siemens/Allen-Bradley), emulación de redes deterministas (TSN/EtherCAT), escenarios de ataque-defensa en entornos sandbox, análisis de tráfico de protocolos industriales y simulación de fallas mecánicas inducidas por manipulación cibernética.
18. Estudios de caso reales y lecciones aprendidas: análisis forense de incidentes en plantas de propulsión y puertos, impacto en motores de alta potencia, mitigaciones implementadas y roadmaps de remediación adoptados por operadores marítimos y astilleros.
19. Proyecto integrador de módulo y certificación práctica: diseño completo de arquitectura segura para una planta de propulsión marina (incluyendo diagrama de red, políticas de acceso, plan de parcheo y playbook de respuesta), evaluación por jurado técnico y obtención de certificación de competencia en ciberseguridad OT aplicada a motores de alta potencia.

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Dominio integral de plantas de propulsión marítima y motores de alta potencia: integración eléctrica-hidráulica, control en tiempo real, validación experimental en banco y estrategias de fiabilidad basadas en condición

1. Arquitecturas de planta de propulsión: comparación técnica y criterios de selección entre ejes convencionales (shaftline + transmisiones), pod drives, waterjets y soluciones híbridas (diesel-electric, gas-turbine electric, CODAG/CODOG/CODLAG). Análisis de topologías de distribución de energía (AC vs DC medium voltage, microgrids embarcados) y sus implicaciones en redundancia, segregación de cargas y seguridad funcional.
2. Motores de alta potencia: diseño y principios de funcionamiento de motores diesel marinos de gran cilindrada, turbinas de gas marinas y motores dual-fuel (LNG/HFO). Parámetros críticos: curvas de par-potencia, mapas de consumo específico, comportamiento en regímenes transitorios y límites térmicos y de combustión para cumplimiento con IMO Tier III.
3. Transmisiones y propulsores: diseño y dimensionamiento de reductoras, acoplamientos flexibles, ejes y estanques de cojinetes. Selección y control de hélices (FPP/CPP), hélices de paso controlable, hélices de paso fijo y perfiles avanzados (skew, rake) para optimización de eficiencia y control de cavitación; procedimientos de ensayo de curva de empuje y ensayo de bollard pull.
4. Integración eléctrica-hidráulica: arquitecturas de actuación para sistemas de paso y timonería (servo-hydraulic actuators, electro-hydraulic valves), controladores de servovalvulas y conversores de potencia para sistemas de accionamiento eléctrico y electromecánico. Integración mecánica y de control entre propulsor, caja reductora y sistemas auxiliares.
5. Electrónica de potencia y drives: selección y configuración de convertidores de frecuencia (VFD/AC drives), convertidores DC/AC, rectificadores y UPS para motores de tracción y auxiliares. Gestión de armónicos, filtros activos/pasivos, estrategias de sincronización y protección contra faltas en redes MV/HV embarcadas.
6. Modelado físico y numérico: técnicas avanzadas de modelado multibody, CFD para interacción hélice-casco (Cavitation Inception, ESDU, Q-blade analysis) y modelos termodinámicos de motores. Integración de modelos térmicos, de lubricación y de emisiones para predicción de comportamiento en condiciones reales de operación.
7. Control en tiempo real: arquitecturas de control embarcado (PLCs, RTOS, controladores industriales y sistemas basados en EtherCAT/Time-Sensitive Networking). Implementación de controladores PID avanzados, control predictivo (MPC), control adaptativo y estrategias de rechazo a perturbaciones en torque, velocidad y carga propulsora.
8. Control colaborativo y gestión de potencia: estrategias de load-sharing entre motores generadores, control por droop, sincronización y control maestro-esclavo para gestión óptima de combustible y emisiones. Coordinación entre el sistema de propulsión y sistemas de propulsión auxiliares en modos híbridos y operación en isla.
9. Sensórica avanzada y adquisición de señales: requisitos y especificaciones de sensores (torque meters, RPM encoders, acelerómetros piezoeléctricos, termopares, sensores de presión y caudal), montaje y calibración en banco. Gestión de señales de alta frecuencia, aliasing, anti-alias filters y selección de tasas de muestreo para análisis dinámico.
10. Instrumentación para bancos de ensayo: diseño y equipamiento de instalaciones de prueba (dinamómetros hidráulicos y eléctricos, sistemas de absorción de potencia, cámaras climáticas, estaciones de combustible y sistemas de tratamiento de gases). Procedimientos de instrumentación y trazabilidad metrológica (calibración, incertidumbre y certificación).
11. Metodologías de ensayo: planificación y ejecución de pruebas estáticas y dinámicas: curvas de rendimiento, ensayos de sobrecarga, pruebas de durabilidad (endurance tests), ciclos térmicos, ensayos de emisiones bajo ciclos de carga variable y pruebas de respuesta transitoria (start/stop, blackout recovery).
12. Modelos en lazo y validación: prácticas de MIL/SIL/HIL (Model-in-the-Loop, Software-in-the-Loop, Hardware-in-the-Loop). Diseño de bancos HIL para controladores de propulsión, relés de protección y sistemas de potencia, con tiempos de latencia deterministas y validación de firmware en condiciones reales virtualizadas.
13. Ensayos de fatiga y vibración: análisis modal, identificación experimental de modos propios, espectros de vibración, análisis de envolvente y técnicas de diagnóstico de fallos en cojinetes, engranajes y ejes. Ensayos contra resonancia y verificación de límites de aceleración y desplazamiento.
14. Diagnóstico y monitorización en tiempo real: algoritmos para detección de anomalías, estimación de estado mediante filtros de Kalman extendidos, observadores Luenberger y técnicas de identificación online. Implementación de alarmas predictivas y umbrales adaptativos para evitar fallos catastróficos.
15. Estrategias de mantenimiento basado en condición (CBM) y prognostics: diseño de programas de monitorización continua, selección de parámetros de salud (vibración, aceite, temperatura, consumo específico), extracción de características (FFT, wavelet, cepstrum) y uso de modelos de prognóstico para estimar RUL (Remaining Useful Life).
16. Inteligencia artificial y machine learning aplicados a PHM: pipeline completo desde adquisición y preprocesado, etiquetado, selección de features, entrenamiento de modelos supervisados (Random Forest, SVM), no supervisados (clustering, autoencoders) y redes neuronales profundas para clasificación de fallos y predicción de degradación; estrategias de edge computing embarcado.
17. Digital twin de planta de propulsión: construcción, sincronización y uso operativo de gemelos digitales para simulación en tiempo real, escenarios what-if, optimización de consumo y mantenimiento predictivo; integración con sistemas SCADA y plataformas IIoT industriales y marítimas.
18. Seguridad funcional y tolerancia a fallos: diseño conforme a estándares de seguridad (IEC 61508, IEC 62061) aplicados a sistemas de control de propulsión; arquitecturas redundantes (1oo2, 2oo3), estrategias fail-safe/fail-operational y pruebas de fault injection para validar degradación segura.
19. Requisitos reglamentarios y de clasificación: interpretación técnica de reglas de sociedades de clasificación (DNV, ABS, Lloyd’s Register) y normativa IMO aplicable a sistemas de propulsión y emisiones; procedimientos para FAT/SAT y documentación exigida para certificación y puesta en servicio.
20. Control de emisiones y combustibles alternativos: integración de sistemas SCR/AMCAT, EGR, catalizadores y estrategias de recirculación; diseño e integración de instalaciones LNG/dual-fuel, gestión de gasfuel supply systems y medidas de seguridad asociadas (LSA, gas detection, ventilación).
21. Optimización de eficiencia energética y reducción de emisiones: técnicas de optimización de mapas de operación del motor, uso de control predictivo para optimizar consumo en rutas, retrofitting con propulsión eléctrica y recuperación de energía (waste heat recovery, shaft generators) y análisis LCC (lifecycle cost) y TCO (total cost of ownership).
22. Pruebas de integración sistema-plataforma: procedimientos de puesta en marcha integrados, verificación de interfaces mecánicas, eléctricas y lógicas; pruebas de puesta a punto de governor, sincronización de generadores, pruebas de carga y control de torsión en línea; checklist para entrega y aceptación por el armador.
23. FMEA / FMECA aplicado a plantas de propulsión: metodología práctica para identificación de modos de fallo, análisis de efectos y criticidad, definición de acciones mitigadoras y planes de mantenimiento; uso de herramientas software y generación de matrices de prioridad para decisión técnica y económica.
24. Formación operacional y transferencia tecnológica: diseño de programas de formación para operadores y equipo de mantenimiento incluyendo simuladores de propulsión, sesiones prácticas en bancos de ensayo, manuales técnicos y procedimientos operativos estandarizados para maximizar disponibilidad y seguridad.
25. Proyecto final aplicado: definición, ejecución y entrega de un proyecto de integración completo —desde especificación técnica hasta pruebas en banco y plan de fiabilidad— incluyendo memoria de cálculo, modelos dinámicos, plan de ensayos, resultados de HIL/SIL y plan de mantenimiento CBM implementable por la flota.

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Ingeniería integral de plantas de propulsión marítima y motores de alta potencia: arquitecturas mecánico‑eléctricas, convertidores y almacenamiento de energía, pruebas dinámicas, integración industrial y estrategias de modernización y coste del ciclo de vida

1. Arquitecturas propulsivas avanzadas: análisis pormenorizado de topologías diesel‑mecánicas, diesel‑eléctricas, gas turbine‑electric, híbridas serie/paralelo y bancos DC/AC de media tensión; criterios de selección por misión (pasajeros, offshore, remolque, portacontenedores), dimensionado energético, redundancia y criterios de tolerancia a fallos, estrategias de zonificación eléctrica a bordo y configuraciones de aislamiento galvánico para mitigación de riesgos operativos.
2. Diseño y comportamiento de motores y máquinas rotativas de alta potencia: estudio comparativo entre motores diesel de baja/ media/alta velocidad, turbinas de gas industriales y aeroderivadas, generadores síncronos y de imanes permanentes, características electro‑mecánicas, curvas de par/velocidad, enfriamiento y gestión térmica, análisis de fatiga rotatoria y resistencia de materiales en condiciones marítimas agresivas.
3. Electrónica de potencia y convertidores: teoría y práctica de convertidores VFD, convertidores multinivel (MMC), back‑to‑back, AFE y rectificadores controlados; técnicas de modulación PWM y control vectorial (FOC), problemas de armónicos y mitigación mediante filtros activos/pasivos, dimensionado térmico, protección por fallo y diseño para alta fiabilidad y baja interferencia electromagnética en entornos marítimos.
4. Sistemas de almacenamiento de energía y su integración: evaluación técnica de tecnologías (Li‑ion NMC/LFP, baterías de flujo, supercondensadores, hidrógeno y pilas de combustible) frente a criterios de densidad energética, potencia específica, seguridad térmica, gestión BMS, estrategias de ciclo de vida, compatibilización con convertidores y uso en perfiles de carga transitorios para reducción de consumo y emisiones.
5. Sistemas de gestión de potencia y control avanzado: diseño de Energy Management Systems (EMS), estrategias de optimización de flujo de potencia en tiempo real, control predictivo y model‑predictive control (MPC) aplicados a microgrids marinos, algoritmos de state‑of‑charge (SOC) y distribuido para maximizar eficiencia y disponibilidad; integración con autoprotecciones, black start y modos isleado/connected.
6. Integración mecánico‑eléctrica y auxiliares críticos: dimensionado y selección de reductoras, acoplamientos elásticos/rigidos, hélices fijas y de paso controlable, ejes y soportes; sistemas auxiliares (bombas de vacío, HVAC marítimo, intercambiadores de calor, sistemas de enfriamiento por circuito cerrado y marino), análisis de interacción estructura‑fluido y mitigación de vibraciones y resonancias.
7. Modelado y simulación dinámica multidisciplinar: utilización de herramientas avanzadas (multibody dynamics, CFD para propulsores, FEA modal y armónico, simulación electro‑térmica de baterías y máquinas, co‑simulación HIL/SIL) para predecir comportamiento en régimen transitorio, acoplamiento torsional y respuesta a fallos; configuración de bancos virtuales para validar estrategias de control antes de la implementación física.
8. Ensayos en banco y pruebas dinámicas: protocolos FAT/SAT y protocolos de pruebas de aceptación de plantas propulsivas, instrumentación para adquisición de señales de par, velocidad, vibración, corrientes y tensiones; procedimientos de pruebas a carga parcial y plena, análisis espectral (FFT), determinación de modos críticos, pruebas de choque y fatiga, y criterios de validación para certificación por sociedades de clasificación.
9. Pruebas en mar, certificación y cumplimiento normativo: planificación y ejecución de sea trials para verificación de rendimiento propulsivo, consumo específico, emisiones y maniobrabilidad; interacción con sociedades de clasificación (DNV, Lloyd’s Register, ABS) y cumplimiento de normativa IMO (NOx Tier, EEDI, EEXI), MARPOL, y requisitos de inspecciones periódicas y ensayos de emisiones a bordo.
10. Estrategias de modernización y repowering: metodologías para evaluación económica y técnica de retrofit, criterios de modularización y prefabricación para minimizar tiempo de dique, análisis de compatibilidad eléctrica y mecánica de nuevos sistemas, integración de paquetes híbridos y soluciones containerizadas, y diseño de pathways para transición a combustibles alternativos y electrificación progresiva.
11. Análisis del coste del ciclo de vida (LCC) y modelos de negocio: modelos cuantitativos CAPEX/OPEX, cálculo de NPV y payback para proyectos de modernización propulsiva, sensibilidad a precios de combustible y carbono, modelos de contratos basados en disponibilidad y performance, optimización de inventarios de repuestos y políticas de compra estratégica para reducción de coste total de propiedad.
12. Fiabilidad, mantenimiento predictivo y digitalización del soporte: implementación de programas CBM/PdM basados en condición mediante adquisición de vibración, análisis de aceite, termografía y monitorización eléctrica; uso de gemelos digitales, analítica avanzada y machine learning para estimación de RUL (remaining useful life), planificación de MRO optimizada y reducción de MTTR/MTBF en plantas de alta potencia.
13. Seguridad, EMC y ciberseguridad industrial: diseño de protecciones eléctricas selectivas, estudio de arco eléctrico, earthing y puesta a tierra en sistemas de media tensión a bordo, compatibilidad electromagnética entre convertidores y equipos sensibles, y medidas de ciberseguridad en redes de control de propulsión (segregación de redes, autenticación, detección de intrusiones y hardening de PLC/RTU).
14. Integración industrial y cadena de suministro: gestión de proyectos de gran escala para construcción y refit, procesos de procurement y calificación de proveedores, planificación logística para entrega y ensamblaje de paquetes propulsivos, procedimientos de fábrica (FAT) y embarque, y estrategias para asegurar continuidad de suministro y escalabilidad ante cambios regulatorios o tecnológicos.
15. Casos prácticos, talleres técnicos y proyecto integrador aplicado: resolución guiada de casos reales (ferry híbrido, AHTS offshore, portacontenedor repower), dimensionado completo de una planta propulsiva con cálculo térmico, eléctrico y mecánico, simulaciones dinámicas, plan de modernización y modelo financiero LCC; presentación profesional y defensa técnica ante un panel de expertos para garantizar competencia y empleabilidad inmediata.

1. Objetivo y alcance del módulo: definición de los entregables del Trabajo Final de Máster; integración multidisciplinar de diseño de planta de propulsión marina, gemelo digital, validación experimental, diagnóstico mediante IA y control en tiempo real; criterios de evaluación y métricas de éxito técnico, operativa y de seguridad.
2. Metodología de proyecto: fases de investigación aplicada (análisis de requisitos, conceptualización, diseño detallado, implementación, verificación y validación), gestión ágil de proyectos técnicos, documentación para clasificación y certificación, gestión de riesgos y plan de pruebas.
3. Arquitectura de planta de propulsión: topologías tradicionales y avanzadas (mecánica directa, ejes con reductora, línea de ejes con CPP/FP, pods, propulsión eléctrica, híbrida y totalmente eléctrica), selección de máquina térmica vs eléctrica, dimensionado preliminar y criterios de fiabilidad y redundancia.
4. Diseño térmico y mecánico de sistemas de potencia: dimensionado de motores de alta potencia (diesel, gas, motores eléctricos síncronos/asincrónicos, turbocharged / intercooled), análisis de tensiones en arbolado, acoplamientos, reductoras, materiales de alta resistencia y fatiga, lubricación y gestión térmica.
5. Diseño y optimización de hélices y propulsores: teoría de hélice, paneles de propulsión, CFD avanzado para cavitación, optimización multiobjetivo (eficiencia, ruido, emisiones), interacción casco–hélice (WIT), ensayos numéricos y parámetros de validación experimental en túnel de cavitación.
6. Sistemas auxiliares y de energía a bordo: generadores, convertidores de potencia, sistemas de almacenamiento (baterías Li-ion, flow), gestión de energía (EMS), ensayo de redes DC/AC a bordo, protecciones eléctricas, mantenimiento predictivo y dimensionado de HVAC y refrigeración.
7. Modelado multi-física y creación del gemelo digital: modelos de prestaciones termodinámicas, hidráulicas y estructurales acoplados; técnicas de reducción de orden (ROM), modelado paramétrico, uso de co-simulación (CFD–FEM–Simulink/Modelica) y estructuración del gemelo digital para operación y diagnóstico continuos.
8. Herramientas y entornos software: flujo integrado de diseño con ANSYS/Fluent, STAR-CCM+, Abaqus, Siemens NX, MATLAB/Simulink, Modelica/OpenModelica, DNV Sesam, y plataformas de gemelo digital (Siemens Mindsphere, AVEVA PI, OSIsoft) junto a metodologías para la validación cruzada.
9. Sensórica avanzada y adquisición de datos en tiempo real: selección y calibración de sensores (torque, velocidad, vibración, acelerometría, presión, temperatura, cavitación, emisiones), redes de instrumentación (CAN, EtherCAT, Modbus, OPC-UA), condiciones de medida en laboratorio y mar abierto, y diseño de campañas instrumentadas.
10. Control en tiempo real y arquitectura de control: diseño de controladores de primer y segundo nivel (PLC, RTOS, FPGA), estrategias de control de velocidad/torque/CPP, control predictivo y adaptativo, sincronización de propulsión híbrida, y pruebas HIL/SIL para certificación funcional.
11. Diagnóstico y pronóstico por IA: estrategias de detección de fallos basadas en aprendizaje profundo y técnicas clásicas (SVM, random forest), modelado de anomalías, redes neuronales convolucionales para señales de vibración, LSTM para series temporales, y fusión sensórica para robustez; incorporación de explainable AI y validación clínica de modelos.
12. IA Físicamente Informada y calibración del gemelo: uso de PINNs (Physics-Informed Neural Networks), aprendizaje por transferencia para escalar modelos a distintas plantas, identificación de parámetros mediante optimización inversa y ajuste del gemelo digital con datos experimentales y de operación.
13. Validación experimental y campañas de ensayo: diseño de bancos de prueba (dinámico y estático), protocolos de ensayo en bancada y en mar, instrumentación de rotores y hélices, calibración de sensores, adquisición de datos a alta frecuencia, análisis espectral y técnicas de correlación para verificación del gemelo.
14. Ensayos HIL/SIL y pruebas en remoto: configuración y ejecución de pruebas Hardware-in-the-Loop y Software-in-the-Loop para validar controladores, integración de emulación de sensores, escenarios de fallo y recuperación, y criterios de aceptación para paso a pruebas en prototipo real.
15. Integridad estructural y dinámica rotacional: análisis modal, estabilidad torsional del sistema propulsor, acoplamiento fluido-estructura, mitigación de vibraciones y ruidos estructurales, normativa y procedimientos de ensayo para garantía de vida útil y seguridad.
16. Emisiones, eficiencia energética y normativa: modelado de emisiones (NOx, SOx, CO2), estrategias de reducción (SCR, EGR, combustibles alternativos), cumplimiento de IMO y clasificación, optimización de consumo mediante control en tiempo real y gemelo digital para rutas y estrategias operativas.
17. Ciberseguridad y fiabilidad del sistema: análisis de amenazas para redes de control marino, diseño de arquitecturas seguras (zones and conduits), protocolos seguros (TLS/DTLS, OPC-UA Secure), mecanismos de aislamiento y recuperación ante incidentes, y pruebas de penetración específicas para propulsión inteligente.
18. Procedimientos de certificación y relación con sociedades de clasificación: requisitos documentales y de pruebas para DNV, LR, ABS, etc.; interacción técnica durante la fase de diseño y pruebas; preparación de dossiers de certificación para gemelos digitales y controladores críticos.
19. Laboratorio y alianzas industriales: acceso a bancos de ensayo, túnel de cavitación, laboratorios eléctricos de potencia y cámaras ambientales; colaboración con astilleros, OEMs de motores y proveedores de propulsores; prácticas en proyectos reales y apoyo para validación en condiciones operativas.
20. Evaluación, entregables y defensa del Trabajo Final: estructura exigida del TFM (memoria técnica, modelos del gemelo, código fuente reproducible, informe de campañas experimentales, vídeo de pruebas), criterios de evaluación (innovación, robustez, reproducibilidad, impacto industrial) y preparación de la defensa pública frente a tribunal con expertos del sector.
21. Salidas profesionales y empleabilidad: perfiles competentes en diseño y verificación de sistemas de propulsión, consultoría técnica, I+D en astilleros y fabricantes, desarrollo de soluciones de diagnóstico y mantenimiento predictivo, y liderazgo en proyectos de digitalización marina y transición energética.
22. Componentes formativos optativos y avanzados: seminarios sobre propulsión por imanes superconductores, integración con sistemas autónomos y AUV/USV, fabricación aditiva para componentes críticos, y tutorización personalizada para aplicaciones industriales punteras.