La construcción naval es la técnica que abarca tanto el proyecto como la edificación de buques.
Este proceso no se basa en una ciencia exacta, sino que se desarrolla a través de aproximaciones sucesivas.
Aunque se pueden omitir detalles técnicos, es fundamental considerar aspectos como la estabilidad y la resistencia del casco, que son esenciales en el ámbito de la arquitectura naval y la ingeniería naval.
Técnica que comprende tanto el proyecto como la construcción de buques. El proyecto de embarcaciones dista mucho de constituir una ciencia exacta; es más bien un proceso de aproximaciones sucesivas. A continuación se esboza el procedimiento utilizado, omitiendo detalles técnicos. Para el estudio de lo relacionado con la estabilidad, resistencia del casco y otros datos técnicos, véase Arquitectura naval; Ingeniería naval.
Proyecto
Lo primero consiste en establecer las características generales del proyecto encomendado mediante el estudio de la memoria en la que el armador establece lo que precisa del navío. Basándose en proyectos anteriores, el ingeniero concibe el proyecto aproximado de un buque cuyas dimensiones, desplazamiento y potencia estime se ajustarán a lo requerido. Tales datos son sometidos a comprobación matemática, que indicará si los valores tomados son satisfactorios o determinará, en caso contrario, los ajustes precisos para que el proyecto reúna las condiciones requeridas.
Por ejemplo, si la comprobación revela falta de estabilidad (de la tendencia del buque a adrizarse espontáneamente), será preciso aumentar la manga; si los cálculos de resistencia señalan que la potencia calculada es insuficiente para alcanzar la velocidad necesaria, podrá aumentarse la eslora, la potencia o ambos valores a un tiempo. Una vez ajustado el proyecto inicial, es objeto de nueva comprobación matemática y se repite el proceso hasta establecer un conjunto de medidas, coeficientes, etc., que cumplan todos los requisitos. Tales datos son base de los planos específicos, entre los que destacan: el de formas, que define la forma del casco; el de distribución general, que muestra la utilización del volumen interno del buque; el de sección o cuaderna maestra, corte transversal de la disposición y escantillones o tamaños de las partes estructurales; y el de curvas de desplazamientos, derivado del de formas, que muestra la relación existente entre calado, desplazamiento, centro de carena y datos afines.
También se obtiene una aproximación detallada del peso y situación del centro de gravedad del buque y se investigan cuidadosamente las diversas características propias de la construcción naval, como la estabilidad después de accidentes o la resistencia del casco. Las experiencias con modelos a escala reducida permiten comprobar la potencia necesaria con mayor verosimilitud que el simple cálculo. Los astilleros elegidos para construir el buque reciben un juego de planos, un resumen de los pesos calculados y un «pliego de condiciones», que describe detalladamente el navio con especificación de la calidad del trabajo y materiales a utilizar. El propio astillero confecciona los planos de detalle que son los que utilizan los diversos talleres para construir el buque.
Requisitos exigidos por los aseguradores.
Antes de que los gobiernos regularan las normas conducentes a la mayor seguridad de las embarcaciones, la única inspección existente en tal materia sobre el proyecto y construcción de buques mercantes era ejercida prácticamente por las sociedades de clasificación, corporaciones de aseguradores cuyo fin principal era proteger los intereses de sus miembros, para cuyo objeto estipularon normas que garantizaran la fortaleza de la estructura y partes vitales de los buques construidos de acuerdo con ellas. Los que no se ajustaban a tales normas eran considerados peligrosos por los aseguradores y sus propietarios corrían el riesgo de no poder asegurarlos, por lo menos con las tarifas mínimas. La más conocida de estas sociedades de clasificación es el Lloyd inglés, con dependencias en todos los países; función similar desempeñan el American Bureau of Shipping en Estados Unidos y el Bureau Veritas en Francia.
También ejercen considerable influencia sobre el proyecto las disposiciones oficiales referentes a medidas de seguridad, que comprenden la resistencia de los cascos, su estabilidad, compartimentación, protección contra incendios, número reglamentario de botes salvavidas, funcionamiento de la maniobra para arriarlos, luces de navegación, gobierno, etc. Departamentos dependientes de los Ministerios de Marina (en España las Comandancias) vigilan el cumplimiento de estas disposiciones.
Arqueo.
Otra consideración que debe tener en cuenta el constructor es la de arqueo bruto y neto. Arqueo es término que erróneamente se confunde con los de tonelaje o desplazamiento: éstos se refieren al peso; aquél, a la capacidad. El arqueo bruto es la capacidad total del interior del buque; el neto que es el útil, equivale al bruto menos ciertas deducciones (salas de máquinas, camarotes, etc.). Ambos se expresan en «toneladas Morson» o «toneladas de arqueo», que representan el volumen de 100 pies cúbicos (2,831 m3). A veces se emplea como unidad la tonelada métrica de arqueo (1 m3).
La capacidad de carga —en volumen— se medía antiguamente por el número de toneles que podía llevar en la bodega; y se obtenía midiendo con un aro O arco dé tonel el número de éstos que cabían. De esta operación provino la voz arqueo, para la medición y tonelaje, para el resultado. El tonel era el «macho» de Cantabria; 10 t de Andalucía hacían 10 toneles. Como los derechos de puerto, de paso por canales y cargas fiscales similares se establecen en función de los arqueos bruto y neto, es muy importante que el proyectista esté familiarizado con las reglas utilizadas para medir el arqueo a fin de mantener tales cifras lo más bajas posibles. El tamaño de un buque puede expresarse también en función de su tonelaje o desplazamiento.
Tonelaje en rosca de un buque es su peso cuando únicamente se halla a flote el buque sin cargos ni pertrechos; tonelaje en lastre es su peso cuando está completamente armado o listo para hacerse a la mar, pero sin carga, provisiones, combustible ni aguada a bordo; el tonelaje en carga es igual al desplazamiento en lastre más el peso de la carga, pasajeros, bastimentos, etc. La diferencia entre ambos es el porte, capacidad de carga o tonelaje útil del navio. El tonelaje y la capacidad de carga se expresan en toneladas.
Construcción
Hasta mediado el siglo xix, la madera fue el material más importante si no el único empleado en la construcción de barcos. Muy resistente en relación a su peso, limita, sin embargo, el tamaño de los buques por no existir métodos eficaces para unir y ensamblar dicho material, tan poco homogéneo. Tal deficiencia era compensada con la cantidad de forma que todo gran navio invertía en su casco ingentes cantidades de madera que, en realidad, poco contribuían a su solidez. La madera interviene en la construcción naval, pero su empleo está restringido a embarcaciones pequeñas, principalmente yates, remolcadores, lanchones y pesqueros. Incluso en estas aplicaciones, ha de competir con el acero y de ahora en adelante acaso con el aluminio y el plástico. Esta circunstancia, unida a la sensible disminución de las reservas forestales, permite suponer que en años venideros continuará perdiendo importancia la construcción de barcos de madera.
Tales embarcaciones presentan un exterior compuesto por tablas de madera, cuya estanqueidad se obtiene calafateando las costuras con algodón, estopa y varios compuestos. Entre las numerosas variedades de madera adecuada para forro de barcos destacan el cedro, pino amarillo y caoba. Las cuadernas, verdaderas costillas del barco, soportan el forro y son de dos clases: curvadas al vapor o labradas con reviro. Las curvadas al. vapor suelen ser de roble, aunque también el olmo resulta adecuado; su tamaño viene limitado por el de los materiales apropiados disponibles y por la dificultad de doblar las piezas gruesas. Las cuadernas, después de adquirir flexibilidad por tratamiento a vapor, se curvan de acuerdo a gálibos o plantillas. Las labradas suelen ser de roble y se utilizan en los buques cuando las limitaciones de tamaño impiden el empleo de las cuadernas a vapor. Se construyen en secciones llamadas genoles, varengas y barraganetes, ensambladas por medio de pernos o cabillas. Tal sistema resulta voluminoso e ineficaz; en realidad, el espacio libre entre dos cuadernas adyacentes suele ser menor que la anchura de cada una de ellas. La quilla, espina dorsal de los barcos de madera, está formada por pesados troncos unidos mediante pernos y pasadores.
Construcción metálica.
La superior fortaleza y homogeneidad del hierro y la posibilidad de remacharlo con un grado razonable de eficacia, le permitieron desplazar a la madera que ostentaba hasta ahora la hegemonía entre los materiales empleados por la construcción naval. El acero, más resistente que el hierro, le sustituyó a su vez merced al desarrollo de métodos para su obtención económica. El hierro forjado, algo más
resistente a la corrosión que el acero, se utiliza ocasionalmente en la construcción de cascos para remolcadores, barcazas y lanchones que operan en puertos de aguas contaminadas, donde el problema de la corrosión es especialmente agudo.
En la construcción de barcos mercantes se utilizan por lo general aceros dulces, pobres en carbono y de propiedades físicas moderadas, fáciles de trabajar y de soldar. Los aceros duros, ricos en carbono, llamados también resistentes a la tracción, son de calidad soldable y tienen muy poca aplicación en la construcción de mercantes, aunque suelen utilizarse en barcos de guerra, donde su gran resistencia permite ahorrar peso. Los navíos de acero se fabrican mediante remachado, soldadura o combinando ambos procedimientos.
El proceso de remachado consiste en calentar el remache al rojo vivo y pasarlo al «remachador», quien lo mete en el agujero y mantiene su martillo contra la cabeza del mismo, mientras otro corta él exceso de espiga del remache y forma la segunda cabeza con el martillo. Al objeto de hacer estancas las uniones remachadas, se calafatean los bordes de las planchas expuestas a la acción del agua o de los elementos. La operación consiste en hender el borde de la plancha a lo largo de la junta con un cabezal de corte montado en un martillo neumático para después calafatearlo con una herramienta de punta roma que oprime las dos superficies metálicas hasta conseguir una estrecha unión. Las soldaduras se realizan por el procedimiento del arco eléctrico. Una abrazadera de garras sirve al soldador para sujetar el electrodo, el cual, al fundirse por el calor que genera el arco, fluye por el interior de la junta y forma el «metal de aportación». Este procedimiento no requiere calafateado posterior. Véase Soldadura.
Cuadernaje.
Los buques de acero están reforzados por cuadernas transversales, longitudinales o por una combinación de ambas. En el sistema transversal, las cuadernas, parecidas a las de los buques de madera, van desde la quilla hasta la cubierta a intervalos de 0,30 a 1,20 m según el tamaño y destino del buque. El sistema longitudinal consta además de «bulárcamas» o refuerzos de sobreplán transversales, de «vagras» pocas en número y muy espaciadas, que, empernadas a la sobrequilla, refuerzan los numerosos y próximos miembros longitudinales. Los petroleros y buques de guerra utilizan con frecuencia este sistema, que permite un mejor aprovechamiento de los materiales, pues los miembros longitudinales no sólo confieren rigidez al forro exterior y cubiertas contra las cargas locales, sino que, en caso de mar gruesa, coadyuvan a evitar el quebranto del casco en conjuntó.
Las unidades estructurales más importantes de un buque de acero y sus funciones son:
a) planchas del casco o chapas del forro, que no sólo aíslan al barco del agua, sino que, en unión del forro de cubierta, constituyen la mayor parte del material de soporte del casco. Las planchas que forman el casco están dispuestas de proa a popa en el sentido de su longitud, formando «tracas» o hiladas. Las inmediatamente adyacentes a la quilla, tanto a babor como a estribor, son las tracas de aparadura o tracas «A»;
b) cubiertas o puentes, estructuras dechapadas aproximadamente horizontales, que se cierran en la parte superior del casco y dividen el interior en espacios denominados sollados y entrecubiertas o entrepuentes. Las cubiertas tienen hiladas de planchas, dispuestas de proa a popa de manera similar a las del casco. Los extremos de cada banda se llaman trancaniles. Las cubiertas suelen estar arrufadas, es decir, curvadas en forma que presenten mayor altura sobre la superficie del agua por la proa y por la popa que por el centro, con lo que se dispone de más obra muerta en los extremos del barco. También presentan curvatura en sentido transversal: son más bajas a babor y a estribor que en el centro; esta curvatura, o brusca de los baos, permite eliminar más fácilmente el agua de la cubierta;
c) mamparos, estructuras enchapadas, verticales y planas, que dividen transversal o longitudinalmente el navio. Subdividen el espacio interno
del buque, limitan la inundación en caso de colisión y proporcionan resistencia y rigidez al conjunto estructural; d) doble fondo o fondo interior, que es un verdadero segundo forro dispuesto aproximadamente a 1 m del exterior y cuya función primordial consiste en ofrecer protección al navio en caso de varada, aparte de servil; de depósito para combustible y agua.
• Astillero: El astillero está dispuesto en forma que los materiales afluyen a las gradas directamente desde los almecenes a través de los talleres a medida que progresa la fabricación y montaje de las piezas del barco. Determinado número de oficinas, almacenes y talleres se distribuyen racionalmente el trabajo ... Para seguir leyendo ver: Astillero
Los libros de fábrica de naos.
En España la navegación a Indias hizo mejorar la construcción naval, así como idear continuamente métodos para arquear naos, ya que el «sueldo» o flete de ellas dependía de un tonelaje.
Ya en 1503 se creó el cargo de visitador de naos, que las inspeccionaba para ver si estaban dentro de los reglamentos que regulaban el pasar a las Indias y que es un precedente de los inspectores del Lloyd’s (1760). En 1590 se adoptaron reglas para arquear debidas a Cristóbal Barros, nombrado Superintendente de Montes y Fábrica de Naos y hubo ordenanzas ya impresas en 1607 (las primeras conocidas universalmente), 1613, 1618, 1633, etc., que, sucesivamente mejoradas, demuestran la constante preocupación por mejorar la construcción naval.
En obras impresas de esta disciplina abrió marcha asimismo España con la Instrucción Náutica, de Diego García del Palacio (México, 1587), seguida por el Arte de construir naos, de Tomé Gano (Sevilla, 1611). El primer libro impreso inglés sobre lo mismo es de 1626 (Smith, An accidence ... for all Toung Seamen); el italiano, de 1607 (Crescentio, Nautica Mediterranea); el alemán, de 1629 (Furtembach, Architectura Navalis); el holandés, de 1678 (Aelonde en Hedandaegsche Scheeps-Bovw en Bestier) y el francés, de 1643 (Fournier, Hydrographie).
Respecto a los seguros marítimos es de advertir que desde comienzos del siglo xiii el código del Consolat de Mar los regulaba y era costumbre fijar a popa en el codaste un clavo de plata que marcaba el máximo calado de carga y venía a ser como el antecedente del actual disco de «franco bordo», que apenas data de un siglo.
