Tecnologías

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Robots y láseres introducen la construcción naval en la era digital

Cuando el USS George Washington tomó forma a finales de la década de 1980, los soldadores y armadores de Newport News Shipbuilding se guiaron por un sinfín de planos de papel. Ahora, con el portaaviones de vuelta en un dique seco para su revisión de mediana edad, los trabajadores de los astilleros están escaneando por láser sus espacios y mamparos.

Están preparando un modelo digital del portaaviones de 104.000 toneladas, que permitirá diseñar y planificar proyectos posteriores de la clase Nimitz por ordenador. Esto ayudará a adaptar el trabajo de revisión de los portaaviones del astillero a sus procesos digitales de diseño y fabricación, que ya están acelerando la construcción y el mantenimiento de los nuevos buques.

Los ejecutivos de Newport News dicen que estos conceptos digitales de construcción naval están revolucionando la forma en que se diseñan y construyen los barcos.

“Queremos aprovechar la tecnología, aprender haciendo y llevarla realmente a las plataformas”, dijo Chris Miner, vicepresidente de portaaviones en servicio, durante un recorrido por el astillero. Este es el futuro. No se trata de si lo es. Esto es adonde tenemos que ir”.

Este histórico astillero, ahora una división de Huntington Ingalls Industries, ha estado construyendo buques de guerra para la Marina de Estados Unidos durante más de 120 años. Algunos de sus edificios son casi tan antiguos, y algunos de sus empleados son constructores navales de quinta generación. Pero la tecnología que utilizan para diseñar, construir y revisar submarinos y enormes portaaviones está cambiando rápidamente. Los esquemas en papel se están convirtiendo rápidamente en algo del pasado, siendo reemplazados por planos digitales de fácil acceso para los empleados en tabletas de mano.

“Los nuevos constructores navales no quieren que se les de un dibujo de 30 o 200 páginas”, dijo Miner. “Estamos haciendo una transición en cómo entrenamos a la gente y cómo hacemos las cosas para que sean competentes.”

Estos datos digitales “transformarán el negocio”, dijo Miner.

Esta tecnología se está extendiendo más allá del sector de la construcción naval. Boeing utilizó herramientas digitales para diseñar un nuevo avión de adiestramieto para la Fuerza Aérea y un avión teledirigido de reabastecimiento aéreo de la Marina. La Fuerza Aérea planea evaluar nuevos motores para sus bombarderos B-52, aviones de casi seis décadas de antigüedad, utilizando herramientas digitales. La tecnología está permitiendo a las empresas construir armas más rápido que las técnicas de fabricación tradicionales.

Los ingenieros de Newport News Shipbuilding ya están utilizando planos digitales para diseñar barcos, pero planean expandir el uso de la tecnología a la fabricación en los próximos años.

“Queremos ser capaces de aprovechar todos esos datos y utilizarlos”, dijo Miner. “Hay muchas cosas que podemos hacer con ellos”.

El USS Gerald Ford, el portaaviones más nuevo de la Armada y el primero de su clase, fue diseñado utilizando datos digitales. Los nuevos submarinos nucleares de la Marina de clase Columbia también están siendo diseñados digitalmente.

Las piezas para el futuro USS Enterprise (CVN 80), el tercer portaaviones de la clase Ford, se están construyendo digitalmente. Los datos de los planos computarizados de la nave se introducen en las máquinas que fabrican las piezas. “Estamos consiguiente una mejora en el rendimiento de más del 20 por ciento”, dijo Miner.

Cuando la Armada anunció que compraría dos portaaviones al mismo tiempo, algo que no se había hecho desde la década de 1980, James Geurts, el jefe de adquisiciones de la Marina, dijo que el diseño digital contribuiría a que “alrededor del 82 por ciento de los CVN79 se aprendiera de los CVN 81”, es decir, de los barcos segundo al cuarto de la flota de la Ford. Geurts dijo que los ahorros eran “un logro notable para el equipo”.

En el futuro, aún más datos serán bombeados directamente a los robots de fabricación que cortan y sueldan más y más piezas de acero de un barco.

“Ese es el futuro”, dijo Miner. “No habrá dibujos. Estarán en una tableta. Podrán visualizarlo, manipularlo, ver cómo se ve antes de construirlo”.

Como los trabajadores de los astilleros de aquí le hacen al George Washington una revisión completa, están usando escáneres láser para crear planos digitales de la nave. Estos planos digitales están creando una fuerza laboral más eficiente y reduciendo hasta seis meses a partir de una revisión de tres años, dijo Miner.

La parte superior de su inmensa isla -donde los marinos conducen el barco y controlan los aviones- ha sido cortada. Será reconstruida en los próximos meses con un nuevo diseño, que le dará a la tripulación una mejor vista de la cubierta de vuelo.

La isla ya cuenta con un mástil nuevo y más robusto que puede albergar antenas y sensores más grandes. Los trabajadores de los astilleros lo colocaron en su sitio a principios de marzo.

El astillero también está combinando sus diseños de barcos digitales con equipos de realidad aumentada para permitir a sus diseñadores y equipos de producción virtualmente “caminar a través” de los espacios de la clase Ford. Esto ayudó al astillero a determinar, por ejemplo, si las secciones del buque estaban diseñadas eficientemente para el mantenimiento.

Además de los robots, las técnicas de fabricación aditiva, como la impresión en 3D, podrían acelerar aún más la construcción naval y reducir la necesidad de la Armada de transportar piezas de repuesto en los buques. La Marina está probando una válvula impresa en 3D aquí.

Ahora mismo, en un momento en que la Marina está planeando expandir drásticamente el tamaño de su flota, los astilleros como Newport News se están expandiendo, pero aún no a los niveles de la época de Reagan en la década de los ochenta. A pesar de las ventajas de la tecnología, Miner dijo que la gente todavía juega un papel esencial en el proceso de fabricación.

“Realmente no se trata de reducir nuestra fuerza laboral, sino de hacer más con la que tenemos”, dijo. “Todavía contrataremos gente. Todavía tenemos que aumentar la velocidad. Todavía hay cosas manuales que tendrán que hacerse. Pero definitivamente nos ayuda poder construir las cosas más rápido” y “permitir que nuestra fuerza laboral sea más eficiente”.

Fte. Defense One

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