Si alguna vez compró un teléfono nuevo, una camisa o básicamente cualquier cosa, es probable que haya viajado una larga distancia, posiblemente desde un continente diferente. Todo esto se debe al transporte marítimo, que desempeña un papel crucial en el sustento del 90% del comercio mundial.
A medida que nuestro mundo se vuelve cada vez más conectado, la demanda de envío y recepción de bienes continúa creciendo. De hecho, el peso de los productos enviados ha aumentado más del 25% en la última década.
Aunque no solemos pensar en ello, transportar de forma segura todas esas mercancías a través del océano es un desafío importante. Los barcos deben navegar entre las olas, la vida marina, la corrosión y más para entregar lo que queremos, donde lo necesitamos. Aquí es donde entra en juego la ingeniería marina. Los ingenieros marinos trabajan en una variedad de estructuras que pasan tiempo en el agua, incluidos barcos, plataformas petrolíferas marinas y parques eólicos.
Para diseñar estas estructuras, los ingenieros marinos necesitan un amplio conocimiento de ingeniería mecánica, eléctrica y civil. Deben considerar la mecánica de fluidos, el diseño de materiales, la generación de energía y la arquitectura informática para crear soluciones duraderas y eficientes que puedan resistir el duro entorno oceánico.
Los desafíos del mar
El océano no es simplemente una masa de agua; es un ecosistema complejo con propiedades químicas, biológicas y físicas que presentan desafíos únicos. Los ingenieros marinos deben abordar estos desafíos, incluido hacer que las estructuras sean estancas.
La estanqueidad es una prioridad absoluta en la ingeniería marina. Las fugas no sólo pueden dañar los barcos sino también alterar los cables submarinos, la electrónica y la maquinaria minera. A medida que los submarinos descienden más profundamente en el océano, la presión desde arriba aumenta, lo que hace que la tarea de mantenerlos mecánicamente intactos y estancos sea aún más desafiante.
Para probar las capacidades de algo así como una escotilla de submarino, los ingenieros la someten a rociadores con mangueras de alta presión y realizan pruebas de ultrasonido para detectar cualquier fuga. Al abordar incluso las lagunas más pequeñas, garantizan que los submarinos sigan siendo seguros y operativos.
Propulsión en el agua
Los barcos necesitan moverse a través del agua, que es 800 veces más densa que el aire. Las hélices desempeñan un papel crucial a la hora de alejar el agua del barco e impulsarlo hacia adelante. Sin embargo, las hélices se enfrentan a un desafío único conocido como cavitación, que se produce cuando la rápida rotación de las palas crea pequeñas burbujas de vapor debido a las diferencias de presión. La cavitación puede dañar las hélices con el tiempo y reducir su eficiencia.
Para superar este desafío, los diseñadores incorporan varios factores como la forma de la hélice, el material, la masa del barco y la velocidad deseada. Los submarinos de clase Ohio de la Marina de los EE. UU., por ejemplo, utilizan hélices con siete palas que generan más empuje a bajas velocidades, minimizando la cavitación. Los detalles de estos diseños se clasifican según su importancia.
Materiales y Corrosión
Cuando se trata de construir el casco de un barco, los metales se utilizan habitualmente debido a su capacidad para resistir la presión y mantener la forma. Sin embargo, los metales y el agua no siempre interactúan favorablemente. Sumergir el metal en agua lo expone a la corrosión, especialmente en presencia de oxígeno. La corrosión galvánica es otra preocupación, que ocurre cuando diferentes metales en una estructura interactúan en presencia de agua salada, lo que puede provocar daños.
Para combatir la corrosión, los ingenieros marinos emplean diversas técnicas. Los ánodos de sacrificio, normalmente hechos de zinc, se utilizan para desviar la corrosión de componentes críticos actuando como material de sacrificio. Otro método consiste en aplicar una corriente débil para anular el efecto corrosivo del agua de mar. Estas técnicas ayudan a proteger la integridad y longevidad de las estructuras marinas.
Incrustaciones y vida marina
El océano está repleto de vida marina y, si bien los animales grandes como los tiburones y las ballenas pueden no plantear problemas importantes, los organismos más pequeños como las algas, los mejillones y los percebes pueden provocar incrustaciones. La incrustación ocurre cuando estos organismos se adhieren al casco de un barco, creando asperezas que reducen la velocidad y aumentan el consumo de combustible.
Para mitigar las incrustaciones, es necesaria una limpieza periódica del casco. Sin embargo, los ingenieros también han desarrollado recubrimientos especializados que evitan la adherencia y dificultan que los percebes y mejillones se adhieran al casco.
Construcción y botadura de barcos
La construcción de barcos, especialmente los grandes, presenta desafíos únicos. Los ingenieros marinos emplean métodos creativos como embarcaderos o diques secos. Los embarcaderos son rampas que permiten que los barcos se deslicen hacia el agua durante la construcción. Los diques secos, por otro lado, son cuencas que pueden sellarse y drenarse para construir y probar barcos sin interferencia del agua de mar.
Una vez que se completa la construcción y los ajustes finales, el dique seco se inunda y el barco se bota al mar.
En resumen, la ingeniería marina abarca una amplia gama de habilidades y conocimientos para diseñar, construir y mantener estructuras que puedan resistir el duro entorno del océano. A medida que el comercio mundial continúa prosperando, la demanda para la experiencia en ingeniería marina solo aumentará.
