Simulació de la cambra de màquines del vaixell

Nom del o de la docent: Clara Borén Altés

Temporització: Continuada (al llarg de més de 4 sessions)

Metodologia: Pràctiques de laboratori, Resolució d’exercicis a l’aula amb suport individualitzat

Mida del grup-classe: <= 15 estudiants

Nivell d’estudis: Grau

Titulació, quadrimestre dins la titulació i assignatura: Grau en Tecnologies Marines, Q6, Manteniment i operació de màquines i sistemes marins.

Possible adaptació de l’activitat a altres assignatures: Molt específica de l'assignatura

Descripció de l’activitat:

La activitat presentada és la part pràctica de l'assignatura Operació i Manteniment de Màquines i Sistemes Marins del Grau en Tecnologies Marines que s'imparteix en format presencial. Aquesta part pràctica suposa el 50% de les classes de l’assignatura i es desenvolupa al llarg de 15 sessions de 2 hores setmanals. 

Amb l'objectiu d'incrementar la competència de l’estudiantat en una tercera llengua, la documentació relativa a la part pràctica de l'assignatura, és a dir, tot allò relacionat amb el simulador de cambra de màquines, es facilita en anglès.

L’eina amb la que compto per fer les pràctiques és un simulador de cambra de màquines de vaixells mercants on l’estudiantat es mou dins la sala a partir d’una simulació en 3D i un avatar. 

Aquesta eina permet aglutinar tots els continguts que l’estudiantat ha vist de forma prèvia durant la carrera en una sola interfície. Comptem amb 4 models de vaixells amb sistemes propulsius diferents que inclouen entre d’altres motors dièsel, turbines de vapor, calderes, grups turbo i dièsel generadors, depuradores de combustible i oli, sistemes d’aire acondicionat, desalinitzadora, tractament d’aigües residuals, etc...

Els exercicis es porten a terme en petits grups de màxim 8-9 persones  (2-3 a cada estació de simulació) i interactuen entre si per portar a terme tasques d’operació de maquinària. La comunicació és fluida i distesa degut a la tipologia de classe, fet que facilita poder percebre si l’estudiantat està connectat amb el que se’ls explica i determinar si s’estan assolint els objectius de la classe.

Cada exercici té com a objectiu l’avaluació de determinades competències que venen descrites en el conveni de la gent de mar STCW. 

Les pràctiques genèriques que es realitzen són les següents: 

• Pràctica 1. Familiarització amb el simulador de la cambra de màquines del vaixell: l’estudiantat aprèn a fer servir l’eina que els permetrà assolir les competències previstes a cada pràctica. Es parla sobre la configuració del simulador i controls.
• Pràcitca 2. Planta propulsora I: motor principal i els seus sistemes auxiliars. Durant aquesta pràctica l’alumnat aprendrà a preparar els sistemes auxiliars que permetran l'arrencada del motor principal d’un vaixell petroler. Es parlarà dels sistemes d’oli, combustible, aigua dolça, aigua salada i aire comprimit. 
• Pràctica 3. Planta elèctrica I: preparació i posada en marxa de dièsel generadors. Es presenta la planta elèctrica del vaixell amb els diferents generadors. S’engega un grup diesel generador auxiliar i es connecta a la xarxa.
• Pràctica 4. Planta de vapor I: generadors de vapor. Es repassen els conceptes principals del cicle de Rankine i es porta a terme l'arrencada manual i automàtica de les calderes del petroler.
• Pràctica 5. Planta elèctrica II: generador d’emergència i sincronització. S’explica la funció i situació d’un motor d’emergència abord. Es porta a terme la sincronització manual i automàtica dels grups dièsel generadors.
• Pràcitca 6. Planta de vapor II: turbines de vapor / turbogenerador. Es porta a terme la posada en funcionament de la turbina de vapor que mou un dels generadors auxiliars i es connecta a la xarxa elèctrica mitjançant sincronització amb un dels grups dièsel generadors auxiliars.
• Pràctica 7. Sistemes auxiliars I: sistema de transvasament de combustible i oli / depuradores. Es parla dels diferents sistemes de combustible i oli abord. Es porten a terme trasvassaments entre tancs i s’explica el sistema de depuradores de combustible i oli portant a terme l’arrancada d’una depuradora de cada sistema. 
• Pràcitica 8. Planta propulsora II: procés de combustió en cilindres. Aquesta pràctica permet extreure diagrames de l’indicador de cada un dels cilindres tant de motor principal com dels motors auxiliars. Es poden simular avaries per tal que l’alumnat pugui identificar què li està passant al motor analitzant el diagrama, prèviament a procedir a un determinat manteniment o reparació.
• Pràctica 9. Control de la maquinaria des del pont. S’explica quina és la maquinaria que pot ser operada des del pont de comandament. Es porten a terme els procediments a seguir en cas de fallada del control per tal de saber com procedir des de la sala de màquines en cas de pèrdua de govern del vaixell. 
• Pràctica 10. Sistemes auxiliars II: planta desalinitzadora, separador de sentines, tractament d’aigües residuals. S’expliquen els diferents sistemes auxiliars del petroler incloent tota la normativa relativa a la protecció del medi ambient i es porta a terme l’arrancada dels diferents sistemes.
• Pràctica 11. Resolució d’avaries. Es provoquen avaries als diferents sistemes del vaixell i s’explica a l’alumnat com detectar-los abans que es produeixi l’avaria o com solucionar-ho en cas que sigui possible.

Treball en equip:

L’alumnat treballa en grups de 2 o 3 persones principalment. Els i les estudiants trien amb qui volen treballar i si hi ha pocs estudiants, poden fer la pràctica en solitari. Si estan en parelles, s’anima a l'estudiantat a prendre les decisions en equip i, si es detecta un rol predominant, es fa canviar de lloc la parella perquè prengui el control de l’estació l’altra persona.

El simulador també permet una configuració on tot el grup treballa a la mateixa sala de màquines de manera que han de posar-se d’acord en com operaran la maquinaria. Aquesta configuració permet al professor assignar rols i provocar situacions en les que hauran d’aprendre a gestionar crisis com les que es poden trobar abord.

Sistema d’avaluació de l’activitat i impacte en l’avaluació de l’assignatura:

Durant el quadrimestre hi ha 3 exercicis puntuables (5% de la nota cada un, 15% en total) on es posa a l’alumnat en situació de guàrdia de sala de màquines i se li demana que porti a terme la posada en marxa i operació de diferents sistemes en funció de les competències a avaluar.

L’examen final de la part pràctica de l’assignatura d’Operació i manteniment de màquines i sistemes marins té un valor del 35% de la nota (del 50% de l’assignatura).

Promoció de la presencialitat a l’aula:

El principal atractiu d’aquestes pràctiques és la pròpia eina que es fa servir. Aquesta eina fa que l’alumnat assisteixi a les sessions de simulació per sobre d’un 80% de les classes.

El simulador de cambra de màquines permet que l’alumne es desplaci amb el seu avatar i un comandament de la X-Box a través de la sala de màquines de diferents vaixells mercants. L'alumnat aprèn a operar la maquinaria però també es poden provocar situacions de crisi com incendis i inundacions per tal d’ensenyar a l’alumnat com s’hauria d’actuar. Generalment, són sessions que resulten atractives a l’alumnat, tot i que també hi ha qui no acaba sentir-se còmode amb l’eina.

Evidències de la valoració de l’estudiantat:

Les evidències que hi ha són les respostes de l’alumnat a les enquestes sobre l’assingatura ja que coincideixen a comentar com les sessions de simulació els ajuden a tenir una comprensió major d’allò que se’ls explica de manera teòrica a classe. També acostumen a demanar que s’incrementi el nombre d’hores de simulació.

Proporció d'hores dedicades pel professorat respecte les hores dedicades per l'estudiantat:

El càlcul és  hores professorat / hores estudiantat. Les hores de professorat inclouen la preparació, l'execució i l'avaluació. Les hores de l'estudiantat inclouen tant el treball dins l'aula com fora de l'aula.

El primer any d’impartir l’assingatura, la propoció d’hores de dedicació per part de la professora va ser molt gran ja que es va haver d’aprendre a utilitzar l’eina mitjançant formació, s’havien de generar els exercicis al simulador creant els escenaris específics per assolir els diferents objectius, es van haver de redactar tots els “checklist” perquè l’alumnat pogués seguir els passos d’arrancada dels diferents equips, etc. 

A partir del segon/tercer curs, la proporció de dedicació és aproximadament a 1.

Recomanació per als companys i companyes a l’hora d’implementar aquesta activitat:

El simulador de cambra de màquines és una eina molt útil per “posar cara” a alló que s’explica de forma teòrica a assignatures com Motors de combustió interna, Calderes, Turbines de vapor, Seguretat i Contaminació, etc. Per tant, diria que, tot i que és una eina molt enfocada a la formació dels alumnes del Grau en Tecnologies Marines, podria ser utilitzada per adquirir certes competències mitjançant pràctiques específiques en diferents àmbits de l’enginyeria.