Barcos menores (diseño y construcción)

Barcos menores (diseño y construcción), en arquitectura naval, barcos cuya eslora es menor de 26 m; los que superan esta cantidad se denominan barcos mayores. Sin embargo, la frontera entre barcos y buques no se puede definir con precisión pues ‘barco’ es genérico, mientras que los buques son siempre barcos de grandes dimensiones. En este artículo, aunque se habla de barcos menores, se utilizará el término ‘barco’, que es el más extendido.

Los barcos se clasifican sobre todo por su método de propulsión; por ejemplo, barco de vela, barco de motor o barco de remos. Se clasifican también de acuerdo a su uso, método de construcción y materiales empleados, como los aparejos (en veleros) y otros factores que se describen en este artículo.

Algunos componentes básicos son comunes a la mayoría de los barcos convencionales. La quilla es un elemento de madera u otro material, situado en el centro del fondo del barco y que recorre en sentido longitudinal la embarcación de proa a popa. Ésta sirve como cimiento para el armazón, el cual se cubre con un material impermeable para formar el casco o cuerpo del barco. Estos términos también se utilizan para describir barcos modernos que se moldean de una sola pieza.

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PRINCIPIOS DEL DISEÑO DE BARCOS

Los barcos con alguna utilidad pueden construirse con el diseño más elemental; unos cuantos troncos caídos recogidos a la orilla de un riachuelo y atados para formar una balsa pueden ser un ejemplo extremo. A lo largo de muchos siglos de construcción y navegación, se utilizaron una serie de técnicas complejas y satisfactorias que se desarrollaron por intuición y en función de la experiencia fundada en la prueba y el error.

2.1

Capacidad y peso

Cualquier objeto que flote sobre la superficie del agua se hunde hasta que desplaza un volumen de agua equivalente a su peso. Así, cuando un barco tiene que llevar a tres personas, sus aperos de pesca, un motor fueraborda y una provisión de combustible —con un total de 500 kg— el barco tendrá entonces que confeccionarse con el suficiente largo y ancho para desplazar 500 kg de agua sin hundirse por debajo de la línea de flotación. El diseño debe valorar que el barco tiene su propio peso, el cual tiene también que ser desplazado; por tanto, cuanto mayor sea el peso del material utilizado para construir el barco, más grande habrá de ser el mismo. Véase Principio de Arquímedes.

2.2

Equilibrio y estabilidad

Cuando el volumen sumergido del barco ha sido diseñado para cumplir el requisito de que el peso del barco y su contenido sea igual al peso del agua desplazada, la distribución debe ser establecida de modo apropiado.

El peso de un motor fueraborda en la popa de un barco pequeño tiende a hundirlo más por ese extremo (trima a popa). Si esa tendencia no puede ser compensada colocando un peso equivalente a proa, la realineación deberá obtenerse ensanchando el casco en la zona de popa de tal forma que una gran parte del desplazamiento tenga lugar cerca del exceso de peso.

Deberá establecerse un equilibrio de pesos de un lado a otro. Además, para disminuir el riesgo de hundimiento, el centro de gravedad de todos los pesos debe de estar lo bastante bajo en el barco. Si otros factores requieren que el centro de gravedad esté alto, entonces el riesgo de hundimiento deberá contrarrestarse aumentando el ancho del casco.

2.3

Estructura

Un barco debe mantener su forma mientras soporta pesos locales internos, como el motor o una carga pesada, y cuando es golpeado por las olas. Si el barco tiene la consistencia necesaria para resistir graves deformaciones, será entonces fuerte en la medida conveniente para soportar diversas fracturas. Por otro lado, ya que un casco de suficiente resistencia puede construirse con material fino, el riesgo de perforaciones locales puede aumentar en una nave aunque ésta sea bastante fuerte. Un modelo primitivo hecho de pieles o cortezas, o los modernos botes inflables pueden ser ejemplos de esta característica.

2.4

Estanqueidad

Parte del problema estructural es la estanqueidad, que consiste en la prevención o reparación de fugas a través de las juntas de piezas adyacentes. En barcos hechos de tablas, éstas se impermeabilizan o calafatean entre sí; el calafateado se hace con estopa, brea o una combinación de ambos materiales. En los barcos de pieles o de corteza era común rellenar los intersticios con brea. En la actualidad, el moldeado del casco evita algunos de los problemas tradicionales. Sin costuras no hay posibilidad de fugas.

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PRIMEROS BARCOS

Los barcos se han utilizado desde tiempos inmemoriales; se desarrollaron a partir de balsas, piraguas y troncos de árbol vaciados. Estos últimos, importantes precursores de las canoas, se vaciaban con herramientas primitivas o mediante fuego controlado.

Las canoas hechas con diversas variedades de cortezas de árboles aparecen en regiones tropicales, subtropicales y templadas de América. Allí, las embarcaciones de los indígenas solían tener una estructura de madera ligera separada de la corteza que la cubría por un revestimiento de tablas. Las regalas o tablones iban de proa a popa dándole resistencia longitudinal al armazón. El revestimiento se sujetaba forrando las costillas del armazón bajo las regalas, dando así consistencia al revestimiento y a la capa de corteza hecha de piezas cosidas con fibra de raíz.

Otro tipo de canoa primitiva es el kayac hecho por los inuit de Alaska. En contraste con la canoa, el kayac se cierra con pieles de animales estiradas sobre un armazón rígido, excepto por una abertura en el centro en la que se sitúa el remero provisto de un canalete doble. El kayac (piragua) es ancho en el centro y va estrechándose hacia popa y hacia proa. Las canoas y las piraguas que se utilizan hoy tienen básicamente la misma forma que hace algunos siglos, aunque los métodos y materiales para construirlos son muy distintos.

Desde tiempos remotos se han utilizado muchas otras clases de barcos hechos con pieles de animales. Los barcos de piel redondos, llamados coracoras, se desarrollaron en Asia, África, las islas Británicas y las llanuras del norte de América. A menudo los coracoras tienen una estructura hecha de un tejido de ramas de sauce u otra madera blanda adecuada para hacer cestas, coronada y soportada por una regala redonda. En Irlanda todavía se construían coracoras hasta hace poco tiempo.

Los primitivos constructores de barcos botaban también embarcaciones con madera trenzada. Esta forma de construcción se ha utilizado mucho a lo largo de la historia. La construcción con cestería era común entre los pueblos de las islas del Pacífico, cuyas piraguas tienen a menudo cubiertas formadas por piezas de cestería cosidas de forma artesanal.

En la antigüedad los egipcios diseñaban esquifes de juncos (véase Juncáceas) atándolos mediante entramados con tallos de papiro. La extrema ligereza de estos barcos de juncos los hacía ideales para pescar en las marismas del Nilo; además eran fáciles de transportar. Equipados con velas y remos, llevaban también cargamento y pasajeros.

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BARCOS DE MADERA

Las embarcaciones construidas con tablas de madera se desarrollaron —según algunos indicios— de forma paulatina a partir de las piraguas de troncos vacíos de la edad del bronce, o incluso anteriores. En los barcos del antiguo Egipto se utilizaban también métodos de construcción con troncos, en los que tablas cortas de madera, o viguetas, se empernaban o enroscaban entre sí canto a canto para formar el casco. El armazón y el forro de tablas son los componentes básicos de los barcos de madera. El armazón se utiliza como apoyo, con objeto de dar rigidez al casco. El forro de tablas es la capa exterior que se fija al armazón.

4.1

Construcción de tingladillo

En el norte de Europa se desarrolló la construcción de tingladillo o imbricada, sobre todo en el siglo IX y especialmente en Escandinavia. La construcción de tingladillo se llama también de solape o de tingladillo simple. En apariencia, las tablas se separaban del tronco utilizando cuñas o se cortaban y ensamblaban sobre la quilla una tras otra, empezando por la traca de aparadura, que es la más baja. En los barcos y buques vikingos del siglo X y posteriormente, todavía se utilizaban ataduras para asegurar las tablas al armazón. Este método de construcción proporcionaba un casco muy flexible y, sin embargo, con una resistencia muy grande. Los lazos o ligaduras se fueron reemplazando por anclajes, éstos por cabillas y más tarde estas últimas por clavos con los que se fijaba el forro de tablas al armazón.

En la construcción de tingladillo las costuras longitudinales del forro se forman solapando o doblando los cantos lo suficiente para permitir una sujeción continua. De esta forma, el forro o tablazón exterior añade resistencia al barco. El armazón se añadía después para conseguir una forma y rigidez adecuadas. En un principio, el armazón se fabricaba cortando madera curvada de forma natural, incluyendo codos de rama o raíz y troncos torcidos. Los armazones curvados al vapor se extendieron a principios del siglo XIX. Véase Barcos mayores (construcción naval): Construcción de buques de madera.

4.2

Construcción con juntas a tope

El entablonado liso o con juntas a tope o extremo se desarrolló en la región mediterránea y quizá fue una evolución natural de las embarcaciones construidas con tablas cortas empernadas canto a canto que usaban los antiguos egipcios. La construcción con tablas y armazón se desarrolló con toda probabilidad antes de que los antiguos griegos alcanzaran preponderancia marítima. Como en la construcción de tingladillo, la utilización de cabillas o clavijas precedió quizá al uso de anclajes metálicos entre el armazón y el forro de tablas.

El entramado hecho con mamparos o planchas transversales con separaciones casi iguales ligadas a una quilla continua y reforzadas por un par de regalas trazadas de proa a popa fue un paso lógico en el desarrollo de los barcos de entablonado liso. El problema de fugas en las juntas se solucionó con alquitrán de madera y material de calafateado como en las embarcaciones de tingladillo.

En la llamada construcción de solape liso, desarrollada en el siglo XIX, los cantos de las tablas se rebajan —se perfilan— de tal forma que se doblan pero se mantienen lisas en las juntas. Los solapes rebajados se clavan como en las embarcaciones de tingladillo. Véase Carpintería y ebanistería.

A principios del siglo XX la construcción en tingladillo disminuyó mientras que la que utilizaba juntas a tope se hizo más popular. Este cambio se debió principalmente a la necesidad de resistencia estructural máxima, como resultado de la introducción de los motores en barcos pequeños, y también por la demanda de embarcaciones rápidas de vela utilizadas para las regatas.

4.3

Construcción de contrachapado

La construcción con contrachapado empezó en Estados Unidos hacia 1918 y tuvo un desarrollo acelerado. Hay dos tipos básicos, panelado y moldeado. El panelado consiste en asegurar las hojas de contrachapado a los mamparos o planchas transversales, a la quilla y a otros elementos que aportan resistencia longitudinal; se usa sólo en los barcos de modelo chino, los que tienen el fondo plano o prismático. El grado de alabeado que puede realizarse con paneles de contrachapado es muy restringido.

En el moldeado, la forma del barco se establece mediante mamparos transversales temporales o gálibos (arcos metálicos) y por junquillos longitudinales (tiras delgadas y estrechas de madera utilizadas a menudo para sellar o reforzar juntas), sobre los cuales el forro se sitúa en dos o tres capas. La primera capa se coloca en diagonal y se asegura al armazón con grapas. Se colocan dos o tres capas y tras el grapado el molde pasa a una etapa de calentamiento y presión en la que se consigue la adhesión de las capas. Superado este proceso se añaden fijadores y otros complementos de carpintería.

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BARCOS DE LONA

En la construcción de barcos de lona, un forro muy fino de este material se coloca sobre un armazón ligero curvado al vapor; a continuación, la lona se estira y aprieta sobre el casco utilizando mordazas a proa y a popa.

Cuando la lona está asegurada se baña con una preparación soluble o se humedece con agua. La lona encoge al secarse, dejando una superficie lisa. Acto seguido se pinta, se fijan defensas externas en las regalas y se coloca una quilla externa, el codaste y la roda. El resultado es un barco ligero y compacto adecuado para un fácil transporte y uso ocasional.

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OTROS MATERIALES

Las primeras noticias del uso de aluminio en construcción de navíos proceden de Europa en 1891. Los primeros barcos de aluminio que se construyeron en Estados Unidos fueron los fabricados para la expedición polar del periodista y explorador estadounidense Walter Wellman en 1894. Tras la II Guerra Mundial, los barcos de aluminio se hicieron muy comunes, sobre todo como canoas y embarcaciones de pesca. Estos barcos se construyen a partir de láminas de aluminio, que proporcionan la curvatura, si es necesario, mediante estampación y pegado de unas a otras con remaches. Hoy se desarrollan construcciones que utilizan materiales compactos que aumentan al mismo tiempo la resistencia y la ligereza.

El ferrocemento, que consiste en una serie de capas de tela metálica a las que se les da estanqueidad mediante una masa de mortero, tiene algunas ventajas para barcos que tienen que ser construidos con mano de obra poco experimentada y sin herramientas sofisticadas. Con materiales impermeables pueden construirse bolsas inflables con forma de barcos para hacer pequeñas embarcaciones, a las que se recurre con mucha frecuencia.

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PLÁSTICOS CON FIBRA DE VIDRIO

En la actualidad, la mayoría de los barcos pequeños se moldean a partir de materiales compuestos de plástico. El molde es una cavidad que tiene la forma exacta del barco.

La construcción del barco se realiza: 1) imprimiendo el interior de la cavidad con un plástico líquido; 2) introduciendo material de refuerzo en forma de tela o malla de fibras; 3) saturando el material de refuerzo con plástico líquido; 4) introduciendo en algunos casos un núcleo de material más ligero y 5) añadiendo más plástico y más refuerzo. El plástico se endurece bajo la acción de un catalizador con el que se ha mezclado con antelación; también se puede aplicar calor para acelerar el proceso de endurecimiento. El resultado es un casco de gran resistencia y de peso relativamente bajo que se construye en un breve plazo y sin necesidad de habilidades especiales por parte de los constructores.

En muchos casos, estructuras interiores, como mamparos y polines para el motor, se insertan cuando el casco está en el molde, uniéndose entonces a éste mediante el plástico y su refuerzo.

El plástico suele ser una resina de tipo poliéster. En la mayoría de los casos, el material de refuerzo es fibra de vidrio; esto determina el término genérico de barcos de fibra de vidrio. Se pueden obtener estructuras que van desarrollando mayor resistencia y rigidez para un peso determinado, con aramida (llamada a menudo Kevlar, una marca registrada) o fibra de carbono como refuerzo. Estos materiales son más caros que la fibra de vidrio por lo que se fabrican sólo para aplicaciones en las que sus propiedades son esenciales para los resultados esperados.

Se necesita un núcleo para darle a la estructura compuesta el espesor preciso para lograr una rigidez adecuada, así como resistencia a la perforación. Si la parte que se moldea es un tabique plano, como un mamparo interior, el núcleo será con toda probabilidad una lámina de contrachapado. Si se necesita un mamparo ligero, el núcleo será probablemente de aluminio con forma de nido de abeja. Cuando la ligereza es importante se pueden emplear también núcleos de madera de balsa o de PVC. Para curvaturas agudas, habituales en cascos de barco, se utilizan núcleos laminados formados por cuadrados pequeños sujetos a una sábana de tela. Cuando se usa madera de balsa, los cuadrados se colocan con los granos de la madera, perpendiculares a la sábana; la estructura final tendrá así una mayor resistencia a impactos y a cargas de navegación debido a la firmeza natural de la madera en la dirección de sus fibras.

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MEDIDAS Y MODELADO

Los constructores de barcos primitivos utilizaban a menudo el ancho de la mano, la longitud de su antebrazo y la longitud entre nudillos como unidades de medida. Se utilizaban también palos marcados. Métodos constructivos más avanzados utilizaban gálibos (patrones). Colocaban la quilla, la roda y el codaste sobre picaderos o bloques y se situaba en posición una cuaderna o costilla cualquiera. Los elementos curvos necesarios para la cuaderna se hacían de madera curvada de forma natural o con gálibos, los cuales podían ajustarse para producir barcos de dimensiones variables pero de forma similar. Cuando se colocaba la cuaderna maestra, dos o más listones se aseguraban a cada costado, uno formando la línea de arrufo o borde superior del casco, otro a lo largo de la curva del pantoque (el interior del fondo del casco) y, a menudo, otro en los extremos de las varengas o elementos cortos de la cuaderna que atraviesan la quilla. A veces se colocaban otros listones entre el pantoque y los listones de arrufo, y entre el pantoque y los extremos de las varengas. Se daba forma por separado a cada una de las cuadernas para fijarlas a los listones a intervalos determinados; cuando todas las cuadernas estaban hechas se sacaban los listones y se colocaba el forro de madera. Todas las cuadernas se cortaban de madera curvada de forma natural.

8.1

La media maqueta

Los métodos tradicionales todavía se emplean en algunas ocasiones. El desarrollo siguiente en la construcción de barcos fue el uso de los planos y de la media maqueta o medio modelo. La utilización de planos para delinear la forma del casco tal vez evolucionó con lentitud, pero las fuentes no son claras.

Del mismo modo se conoce poco sobre la evolución de la media maqueta, pero parece que se ha desarrollado de forma conjunta el uso de planos. Las secciones se formaban mediante curvas compuestas hechas con compases sobre la maqueta de madera; las curvas longitudinales se realizan de forma arbitraria siguiendo los mismos principios que gobernaron el uso de los listones. Los diseñadores utilizaban gálibos ajustables con la forma de la cuaderna maestra, por lo que un juego de arcos de cuaderna se podía utilizar cambiando los topes para formar todas las cuadernas; este sistema se llamaba modelado total.

La utilización de la media maqueta en lugar de planos a escala se originó en Europa en fechas tempranas; a finales del siglo XVIII se popularizó el tallado de una maqueta a partir de un bloque sólido de madera como método de diseño en carpinterías de ribera y astilleros. La forma de la maqueta era determinada por el juicio y la habilidad del carpintero de ribera. Las secciones para formar los gálibos de las cuadernas, que determinan la forma del casco, se obtenían serrando la maqueta en las posiciones deseadas de cuadernas y trasladando las escalas mediante el trazado de coordenadas de las secciones obtenidas.

8.2

Maquetas de rebanadas o elevación y trazado de gálibos

Hacia mediados del siglo XVIII los constructores de barcos desarrollaron otro tipo de maqueta que consistía en un tablero cortado con la forma del perfil longitudinal del casco con las secciones transversales hechas de tabla fina y situadas en los puntos de cuaderna requeridos. Las secciones se suavizaban mediante junquillos o molduras colocados de forma apropiada para que pudieran forrarse más tarde sin ángulos bruscos.

Por fin, hacia 1795 se desarrolló la maqueta de rebanadas, hecha de tableros de igual espesor unidos unos a otros y conformados según la forma de casco deseada. La forma de los gálibos de cuaderna se obtenía desmontando la maqueta y delineando el contorno de las rebanadas o tablas en sus correspondientes posiciones relativas. A continuación se dibujaban líneas en los puntos de cuaderna que cortaban a los perfiles de las líneas de agua ya trazadas. En cada señalización de los puntos de intersección se podía determinar la manga correspondiente según el número de espesores de rebanada que hubiera en ese punto. Las maquetas de rebanadas todavía se utilizan en muchos astilleros y son muy útiles en la construcción de pequeñas embarcaciones.

El trazado de gálibos consiste en delinear un perfil del casco a tamaño natural sobre una plataforma adecuada o en el suelo. El plano muestra también las secciones transversales de gálibos, por lo común de cinco a siete secciones que se comprueban dibujando sobre las mismas algunas curvas longitudinales, como la línea de arrufo y otras líneas de agua o de nivel, tal como se hace con las rebanadas en las medias maquetas. Además se suelen utilizar las secciones verticales de popa y proa. También se pueden delinear diagonales que representan las líneas de junquillas sobre los gálibos. Al hacer el plano longitudinal, el perfil del casco se dibuja normalmente en tamaño natural. El trazado de gálibos es una operación importante en la construcción de barcos, ya que es la única posibilidad de que un diseño pueda ser reproducido con exactitud. En los talleres más avanzados también se dibujan los detalles estructurales en tamaño natural y el trazado de gálibos se realiza con un trabajo minucioso.

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PROPULSIÓN DE BARCOS

Los barcos fueron impulsados por velas y remos hasta el siglo XX (véase Navegación deportiva). Canaletes y pértigas (para empujar contra el fondo de los ríos) eran variaciones del remo adecuadas para naves de tamaño menor. El rápido desarrollo en el campo de las máquinas de vapor y su predominio dentro de los barcos mayores (buques) no afectó a los barcos menores hasta finales del siglo XIX, cuando las máquinas de vapor y calderas se hicieron lo bastante compactas para poder encajar en cascos de dimensiones reducidas. La era de los barcos pequeños a vapor fue sin embargo breve debido al advenimiento comercial de los motores de combustión interna a los pocos años de aparecer la maquinaria de vapor para barcos pequeños. A finales del siglo XX los motores de combustión interna de diesel o de bujías (gasolina), se hicieron casi universales como propulsores de barcos pequeños, aunque las velas, remos y canaletes sobreviven en muchas clases de barcos de recreo.

9.1

Motores internos

El motor de combustión interna ya se empezó a utilizar en barcos pequeños en la década de 1880 y se desarrollaron mucho los motores de dos y cuatro tiempos de uno o más cilindros. El motor, montado de forma permanente dentro del casco, mueve un propulsor de hélice mediante un eje horizontal. En la actualidad, muchos de estos motores son de automóvil o camión con ligeras modificaciones que los hacen apropiados para su uso en el mar.

Una variación del motor interno consiste en disponerlo en sentido horizontal en el extremo de popa y conectarlo, a través de una abertura estanca en la popa, a un elemento inferior bastante parecido a la caja de los engranajes en ángulo recto de un motor fueraborda. Las embarcaciones con este tipo de motores se llaman barcos de I/O (dentro/fuera).

9.2

Motores fueraborda

El motor fueraborda tal vez sea el medio de propulsión más utilizado por los barcos pequeños. Estas máquinas son casi siempre motores de dos tiempos y de bujías (gasolina) que se montan perpendicularmente a popa y mueven un eje que a su vez acciona un propulsor de hélice convencional a través de unos engranajes en ángulo recto. El motor fueraborda tiene la gran ventaja de ser externo al casco y, por tanto, puede adaptarse con facilidad a casi cualquier barco pequeño. Los motores fueraborda funcionan con una mezcla de gasolina y aceite naval. El desarrollo del motor fueraborda fue bastante lento en los primeros años del siglo XX. Tras la I Guerra Mundial su popularidad creció y, como resultado, fue aumentando su potencia, y se hizo más fiable. Después de la II Guerra Mundial su fama aumentó y eran ya disponibles para pequeños yates de recreo, motoras, barcos de servicios y diversas modalidades de competiciones. Al final de la década de 1970 se podían utilizar motores muy potentes, de hasta 200 CV, así como también equipo especial para manejarlos al borde del agua. Se convirtió en habitual la utilización de dos motores fueraborda en yates pequeños y en lanchas motoras.

Debido a su gran potencia y a su necesidad de apoyo bajo la popa surge el peligro de inundación en el barco y, como consecuencia, su seguridad es un motivo de preocupación para el público y los gobiernos. La popularidad de este tipo de embarcaciones atrae mucho público hace que las instalaciones deportivas en costas y lagos atraigan mucho público. En muchos lugares se han tomado medidas para evitar accidentes causados por la velocidad excesiva, maniobras descuidadas o temerarias y por barcos mal diseñados.

9.3

Desarrollos recientes

Al final del siglo XX cobran importancia diversas innovaciones producidas en el campo de la propulsión. Uno de los primeros avances es la propulsión por chorro de agua de alta velocidad, en la que el agua se eyecta desde la popa impulsada por una bomba situada en el casco. La bomba se acciona mediante un motor idéntico a los que se utilizan para mover propulsores de hélice convencionales. La propulsión por chorro de agua es muy adecuada para motores de gran velocidad ya que, para una buena eficiencia propulsora, la velocidad del barco hacia delante tiene que ser comparable con la velocidad del chorro hacia atrás. Al margen de la velocidad, este tipo de motores se utilizan para embarcaciones que deben operar en aguas poco profundas o rocosas en las que un propulsor convencional podría sufrir daños.

Una innovación de gran interés para diseñadores y usuarios de lanchas de alta velocidad que se introdujo en la década de 1970 es el propulsor de penetración superficial, que se monta colocando su parte central en la superficie del agua. Por lo general se instalan con el denominado accionamiento de superficie Arneson. El eje de cola se proyecta fuera de la popa, apoyado sobre dos cilindros hidráulicos que ajustan la posición vertical de la hélice; esta operación es importante ya que el ángulo y el nivel del barco cambian con la velocidad. El motor se fija en su posición mientras que dos juntas cardán acomodan los cambios de ángulo del eje de cola.

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PATÍN AERODESLIZADOR Y HOVERCRAFT

El principio del patín aerodeslizador consiste en que el casco del barco se eleva fuera del agua soportado por una especie de aletas o esquíes. Se presentó ya en 1900 pero sólo en las décadas de 1950 y 1960 se encontraron extensas aplicaciones prácticas.

El hovercraft o aerodeslizador, concebido por Christopher Cockerell, incorpora el principio del colchón de aire, en el que éste se expulsa a través de ranuras trazadas a lo largo de circunferencias situadas debajo del casco. A pesar de los problemas técnicos, en particular la vulnerabilidad a la corrosión por agua salada en los primeros motores de turbina de gas, los hovercrafts han tenido un gran éxito, sobre todo en el canal de la Mancha, entre Gran Bretaña y Francia.

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La construcción de cualquier otro tipo de barco, de madera o de metal, puede complicarse por las diferentes curvas del casco, los ángulos compuestos que conforman los diferentes miembros estructurales, y por la necesidad de producir un barco que sea absolutamente simétrico y liso (con curvas regulares y superficies lisas). Debido a tales exigencias resulta casi imposible construir embarcaciones, cualquiera que sea su modelo, a partir de planos a escala como se opera en otros tipos de estructuras. En estos casos, el constructor, antes de empezar a trabajar debe recurrir a la práctica del trazado de gálibos, plantillas que configuran las líneas del buque.

El trazado de gálibos consiste en el dibujo exacto en tamaño natural del plano del esqueleto del casco a construir. A partir de este plano, el constructor determina las dimensiones y formas del armazón y de las chapa o láminas, que al montarse formarán la estructura del casco. El plano completo de la estructura del barco se extiende por un suelo plano en una habitación especial o edificio denominado sala de gálibos. Los patrones de papel o de madera, de las diferentes partes del casco (las plantillas), se realizan a partir del plano, y después se emplean en los talleres para cortar y conformar las chapas y el armazón en la configuración proyectada. Cuanto más complejo sea el barco, más detalladas serán las plantillas de trazado. Durante siglos, el trazado de gálibos se hizo de la misma manera, pero en las últimas décadas se ha modificado debido a la utilización de nuevas tecnologías. El plano del esqueleto, en lugar de trazarse a tamaño natural, se dibuja con gran precisión a una escala reducida, frecuentemente a escala 1:10. Luego se toman plantillas del plano, las cuales se fotografían para obtener transparencias a una escala de menos de 1:100. Las transparencias se proyectan después sobre una pieza sin cortar y se marca, o se usan directamente en las máquinas automáticas de corte. Se pueden utilizar también ordenadores o computadoras para describir las diferentes formas de las secciones del casco, y para accionar la máquina de cortar.

6.2

Construcción de buques de madera

En general, los detalles estructurales de los barcos de madera son los mismos que los de los buques de acero o de hierro, pero los métodos difieren, en gran parte, a causa de la distinta naturaleza de ambos materiales.

El método de la cuaderna cortada, utilizado en la construcción de barcos de madera, es similar al empleado en la construcción de buques de acero. En este tipo de fabricación, las cuadernas de madera hechas con piezas de madera cortada y ensamblada se montan separadas sobre una pesada quilla y se arriostran o acoplan entre sí de la forma adecuada con el tablazón del casco. Al aplicar el método de cuaderna doblada, las piezas se disponen y se cubren después de que el casco ha sido formado de la manera que se explica a continuación. Se coloca un determinado número de gálibos pesados a intervalos regulares a lo largo de la quilla, configurando cada uno de ellos la sección transversal correspondiente del barco en el punto en el que está colocado el gálibo. Después, una serie de junquillos o molduras de madera, más ligeros, colocados en sentido longitudinal, se doblan sobre la parte exterior de los gálibos formando una especie de esqueleto exterior del barco. Estos junquillos se usan para recibir y dar forma a la cuaderna, y al colocarse ésta se dobla hasta adquirir la curva que forman los listones. Las cuadernas de madera se tratan con vapor o agua caliente hasta que adquieren flexibilidad, y a continuación se doblan hasta adquirir la curva formada por los listones.

La parte exterior de los cascos en los barcos de madera se remata mediante un tablazón que, como el entramado, se realiza mediante varios sistemas. En el tablazón con juntas a tope, los tablones o tracas se unen para conseguir una superficie lisa, y las juntas se calafatean o impermeabilizan para hacerlas estancas. En el tablazón de tingladillo o con forro de tingladillo, los tablones del casco se disponen de tal modo que los bordes de las tablas montan ligeramente los unos sobre los otros. En la mayor parte de los tablazones, las tablas se disponen en sentido horizontal de la roda a la popa, pero en los cascos con tablazón doble, es habitual colocar el entablonado interior en diagonal y el exterior horizontal.

6.3

Construcción de buques de acero

Durante muchos años el proceso de construcción de buques era similar en todo el mundo. Una chapa plana que formaba la quilla se situaba sobre unos picaderos (maderos sobre los que descansa la quilla) y una viga armada longitudinal se adhería a su eje central o de crujía. Esta viga armada proporcionaba un espacio entre la parte externa del fondo y el suelo de la bodega, formando el doble fondo, que incrementa la resistencia del buque y sirve de tanque para almacenar combustible o agua de lastre para equilibrar el buque. Las chapas y vigas que forman las cuadernas individuales, se cortaban y curvaban siguiendo las formas de las plantillas trazadas con antelación. Las cuadernas se extendían desde ambos lados de la quilla por una viga armada vertical hasta la parte superior del forro o regalas (tablones) del buque. Las vigas de cubierta, que van de una regala a otra y enlazan la parte superior de las cuadernas (baos), se montaban, y se sujetaban en posición las chapas del forro y la cubierta. A continuación, los miembros estructurales interiores se colocaban y se unían en sus correspondientes posiciones.

En los últimos años se han operado grandes cambios en el proceso de construcción de los barcos gracias a la soldadura en lugar de remaches para sujetar las piezas y a la utilización de grúas que pueden levantar, transferir y situar cargas muy pesadas, de hasta 725 t. Las partes del barco siguen siendo las mismas, pero se montan en grandes subconjuntos o bloques dentro de los talleres. El tamaño de los bloques se determina conforme a la mejor utilización de las instalaciones del astillero. Se construyen generalmente boca abajo para facilitar la soldadura de todas sus partes. Es también frecuente que los equipos y tuberías de cada subconjunto se instalen durante el montaje en talleres. En la fase siguiente, los subconjuntos se trasladan a las gradas (planos inclinados de un astillero) o al dique seco y se unen entre sí. De esta forma, una gran parte del trabajo puede hacerse al mismo tiempo en varios lugares.

El buque puede ser montado en las gradas o en el dique seco. En este último caso, cuando concluye la fabricación del casco, el dique se inunda y se flota el barco. Los diques secos se utilizan para el montaje de barcos de gran calado. La mayoría del resto de los buques se montan sobre gradas. Las gradas se sitúan en un terreno elevado con respecto del agua y con una inclinación hacia la misma. Cuando las gradas están situadas perpendicularmente al borde del agua, el buque se bota de frente. Cuando el canal de agua es estrecho, las gradas pueden ser paralelas a éste y en ese caso el buque se bota de perfil. Las gradas contienen dos series de plataformas pesadas que conducen al buque, a las que se denomina imadas; las fijas, que se extienden a ambos lados del buque desde el área de construcción hasta una cierta profundidad por debajo de la línea de marea alta, y las móviles, que se deslizan sobre las imadas fijas y soportan el peso del buque por medio de una elaborada cuna de madera. Las imadas fijas y las móviles (anguilas) están fuertemente sujetas entre sí para que el buque no se mueva hasta llegado el momento de la botadura.

Cuando el barco está dispuesto para la botadura, la cuna se coloca en posición, se remueven los picaderos utilizados durante la construcción y las superficies de deslizamiento de las imadas fijas y móviles se engrasan de forma apropiada. En ese momento, las llaves u otros mecanismos de retención se retiran y el buque desciende deslizándose hacia el agua por su propio peso. La construcción de imadas y la botadura de buques, sobre todo los de mayor tamaño, son operaciones precisas y delicadas. Después de botar el barco, su construcción se completa a flote, con el buque amarrado en un muelle. El proceso final tras la botadura depende del grado de terminación y acabado que tenga el barco en el momento de la botadura. Lo más frecuente, sin embargo, es que después de la botadura se instalen los últimos equipos, se prueben, y sea entonces cuando el buque se entregue al armador.

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ESTADÍSTICAS DE CONSTRUCCIÓN NAVAL

En 1990 el arqueo total contratado o en construcción en todo el mundo ascendía a 41,6 millones de TRB (toneladas de registro bruto) aproximadamente. Más del 36% de las TRB mundiales se construían en Japón. Después de Japón, en porcentajes decrecientes, se encontraban Corea del Sur, Alemania, Dinamarca, Yugoslavia, Italia, España, Brasil y Polonia. Véase también Industria naviera.