Construcción naval

Construcción Naval
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Construcción Naval. Desde el punto de vista estructural, un barco es una viga hueca sometida a flexión y a torsión mientras navega a través de las olas y cambiando su propio peso.

Construcción Naval

El armazón de un buque y la nomenclatura de sus elementos fundamentales ha sido establecida con los años y es en esencia la misma, ya sea para un barco velero de madera o de un gran petrolero moderno. La columna vertebral de casi todos los barcos es la quilla, una viga longitudinal situada en el fondo y que se extiende de proa a popa. En el extremo de proa, la quilla se une a un elemento vertical o casi vertical denominado roda, que forma la proa del barco. Una pieza similar, el codaste, suele disponerse en el extremo de popa de la quilla. El buque adquiere su forma gracias a una serie de costillas transversales, denominadas cuadernas, curvadas según un orden simétrico y sujetas a la quilla por sus centros. Cerca del núcleo, las cuadernas son más anchas que en los costados, formando las varengas. Las cuadernas se mantienen en la posición adecuada mediante tirantes longitudinales que recorren el barco de proa a popa, y se curvan para ajustarse a la forma del casco. Un efecto adicional se logra mediante los baos, que son las vigas transversales que atraviesan el buque de banda a banda y unen las cuadernas. En navíos muy pequeños sólo se usan los baos que unen los extremos superiores de las cuadernas y sobre ellos se apoya la cubierta. En barcos mayores se utilizan baos a diferentes alturas, cuyo número se corresponde con el de las cubiertas del buque.

El forro del barco se monta sobre el armazón. En barcos de acero, el forro se forma mediante una serie de chapas metálicas remachadas o soldadas al armazón, y en barcos de madera, mediante un número de tablas horizontales denominadas tracas. Este término también se utiliza a veces para denominar filas de chapas en cascos de acero. Los muros transversales de madera o de chapa metálica, según el tipo de buque, se sitúan de un extremo a otro, en varias posiciones a lo largo del barco. Estos muros, denominados mamparos, afirman la solidez del armazón y son utilizados para dividir el casco en compartimentos herméticos, como medida de seguridad, de tal forma que una fuga en el casco inundaría sólo una parte del mismo, manteniendo el resto del barco, con los otros compartimentos, la necesaria capacidad de flotación para no hundirse.

Se han introducido una serie de modificaciones en los métodos tradicionales de entramado en los buques. Muchos petroleros utilizan un sistema de entramado longitudinal en el que se emplea un número reducido de grandes cuadernas, que son longitudinales y las principales piezas del armazón que recorren la longitud total del barco. El interior de los petroleros que se construyen de acuerdo con esta pauta está dividido en compartimentos por un mamparo longitudinal que recorre el barco en toda su extensión, por el plano de crujía y por otros transversales. El sistema longitudinal de construcción se ha utilizado también para otros tipos de barcos de carga además de para los petroleros.

Construcción

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.

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.

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.

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.

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

Fuente

  • Alvariño, Ricardo y otros. El proyecto básico del buque mercante. Madrid: Fondo Editorial de Ingeniería Naval, 1997. Descripción del ciclo completo (espiral) del proyecto de un buque, desde la fase conceptual hasta el proyecto de contrato.
  • Casanova Rivas, Enrique. El buque de guerra, como aplicación más avanzada de la tecnología naval. Madrid: Fondo Editorial de Ingeniería Naval, 1996. Estudio de las tecnologías nuevas aplicadas al buque de guerra; al fabricarse sin criterios de rentabilidad, permite grandes inversiones.
  • Martín Domínguez, Ricardo. Cálculo de estructuras de buques. Madrid: Fondo Editorial de Ingeniería Naval, 1969. Análisis de los diversos métodos de realización del cálculo de estructuras en los barcos.
  • Mazarredo y Beutel, Luis de. Evolución de la propulsión naval mecánica. Madrid: Fondo Editorial de Ingeniería Naval, 1992. Descripción de los sistemas propulsivos empleados en los barcos a lo largo de la historia, incluyendo los avances tecnológicos más recientes.