LOS BARCOS MAYORES

Son embarcaciones de grandes dimensiones, en las que se transporta personal o mercancías sobre la superficie del agua. El término ‘buques’ se refiere siempre a barcos mayores (en arquitectura naval, con más de 26 m de eslora). La expresión ‘construcción naval’ se aplica a la construcción de barcos mayores (buques). Véase también Barcos menores (diseño y construcción).

Tipos de embarcaciones primitivas

Las sociedades primitivas usaban para trasladarse por el agua, balsas o canoas, cubiertas con pieles o cortezas, y piraguas construidas con troncos vaciados. Las embarcaciones más complejas de este tipo se cubrían con un armazón de madera, formado por costillas y piezas longitudinales, con un forro de tablas de madera delgadas. Los modernos modelos que se utilizan en Europa se desarrollaron a partir de aquellos barcos primitivos que usaron los egipcios y otros pueblos mediterráneos.

Naves egipcias

Los barcos egipcios más antiguos que se conocen utilizaban un armazón de madera cubierto con un tablazón y eran lo bastante grandes para necesitar como mínimo 20 remeros y transportar una carga de varias cabezas de ganado o el peso equivalente de mercancías. La primera fuente gráfica de estas galeras data del 3000 a.C., y lo más probable es que los barcos de esta clase llevaran utilizándose bastante tiempo. Los barcos que ilustran las pinturas egipcias más antiguas estaban equipados con un mástil de dos palos unidos por la parte superior, de la cual colgaban las velas. En los modelos posteriores se utilizaban mástiles sencillos y las velas se izaban mediante rodillos situados en lo alto del mástil. En todas las primeras embarcaciones egipcias se conseguía maniobrar mediante uno o dos remos de maniobra o espadillas que sobresalían a popa de la embarcación. Cuando se utilizaba más de una espadilla para gobernar, se unían entre sí y se accionaban mediante una palanca de mando o caña (de timón).

Naves fenicias

Los constructores más capacitados de los tiempos antiguos fueron los de Fenicia, hacia el 2000 a.C., los cuales no sólo construyeron barcos mercantes capaces de transportar cargas considerables, sino también buques de guerra mayores y más efectivos que cualquiera de los fabricados por sus contemporáneos, los egipcios y los egeos. La construcción más significativa de los fenicios fue el barco redondo: un buque de manga ancha que utilizaba velas en vez de remos y proporcionaba un espacio para el cargamento mucho mayor que las galeras estrechas. Los barcos redondos fenicios navegaron por el mar Mediterráneo y otros océanos hasta las islas Británicas (para comerciar con estaño), y tal vez también se dirigieron hacia el Sur, a lo largo de la costa de África.

Los constructores de barcos fenicios son elogiados asimismo por haber desarrollado las galeras birremas y trirremas en las que los remos se colocaban en dos o tres órdenes. Las galeras multirrémicas son objeto de controversia entre los especialistas. Algunos dudan que las quinquerremas de griegos y romanos llegaran a tener cinco filas de remos y sugieren que el término significa únicamente que cinco remeros estaban asignados a un remo.

Naves griegas

Aunque no quedan evidencias, los investigadores suponen que el armazón de las galeras griegas se realizaba utilizando madera curvada de forma natural, o con codos, de forma parecida a la utilizada actualmente en la construcción naval. Se construía una superestructura sobre la cubierta de popa para alojar y proteger al capitán y a los oficiales, y en proa, la cubierta se elevaba formando una estructura denominada castillo de proa. Otra característica de las naves griegas eran una serie de cinchas o cinturones de cuerda que se ataban a lo largo de los costados del buque en dirección proa-popa y colocadas de tal forma que podían tensarse mediante una palanca a popa de la nave. Las cinchas tenían una doble utilidad: daban resistencia al buque contra impactos ocasionados al embestir en combate contra otra nave y también servían como viga longitudinal. Las galeras estaban también equipadas con uno o dos mástiles para navegar a vela. Las velas no se usaban cuando la galera entraba en combate. La tripulación de un buque de guerra griego se componía de unos 220 hombres aproximadamente, la mayoría de los cuales se ocupaba de los remos.

Naves romanas

Los romanos desarrollaron muchas clases diferentes de barcos de guerra durante su largo periodo de dominación en el Mediterráneo, sobre todo galeras, las cuales utilizaban puentes para abordar los barcos enemigos y algunas llevaban artillería de catapultas. Para el comercio, los romanos construyeron barcos de hasta 53 m de eslora y 14 m de manga y puntal. Se cree que construyeron barcos todavía mayores para transportar obeliscos de Egipto a Roma. Estos grandes barcos de carga se aparejaban con velas cuadras en tres palos y podían tener una gavia sobre la vela mayor.

El último desarrollo de la nave romana de guerra fue el dromón, una galera rápida con uno o dos órdenes de remos que se utilizaba en el siglo V de nuestra era. Durante este periodo, y posteriormente, los buques de guerra se fueron mejorando al incorporar varias clases de cubiertas defensivas, hechas de cuero y tejidos impregnados en vinagre para protegerse contra proyectiles incendiarios y explosivos que ya eran parte del armamento naval.

Buques nórdicos

Al mismo tiempo que las galeras romanas perfeccionadas, se construyeron los dracares, que navegaban en mar abierto impulsados por remos y velas. Fueron desarrollados por los pueblos vikingos y daneses en Escandinavia. El modelo más pequeño de estos barcos, denominado snekkja, cuyos restos se encontraron en una tumba en Noruega a finales del siglo XIX, tenía 23,8 m de eslora, 5 m de manga y algo menos de 1,8 m de puntal. El barco redondo o skuta, que era ante todo un velero que podía también ser remado, fue el que los vikingos emplearon en sus expediciones a Groenlandia e Islandia, y también fue utilizado por los diversos reyes escandinavos que invadieron las islas Británicas. Los sajones lo adoptaron, sobre todo durante el reinado de Alfredo el Grande, como defensa contra los invasores.

El junco chino

En aquella misma época, los chinos desarrollaron una de las más sólidas y manejables embarcaciones en el junco, que todavía se utiliza en los pueblos del Sureste asiático. Siendo de hecho una gran caja ligera con fondo plano, el junco carece de tres componentes considerados fundamentales en el resto del mundo: la quilla, la roda y el codaste (elementos elevados en la proa y en la popa). El casco está dividido de forma longitudinal y transversal mediante mamparos o planchas de madera sólidas, formando así compartimentos estancos o herméticos. Estos mamparos, que no se adoptaron en Occidente hasta el siglo XIX, no sólo proporcionan rigidez estructural al barco sino que también lo protegen contra los posibles hundimientos. La falta de quilla se compensa gracias a una pesada espadilla o timón, montado en el eje central a través de un alojamiento estanco en el fondo. El timón puede elevarse o descender. Las velas están compuestas por estrechas bandas horizontales de hilo o de estera, aseguradas cada una a su propia línea o escota de tal modo que cada vela pueda extenderse o plegarse con rapidez.

En el siglo IX d.C. los juncos chinos transportaban mercancías a Indonesia y a la India. En su libro de viajes, El libro de las maravillas, escrito en 1298, el italiano Marco Polo alabó el sistema de mamparos que evita el hundimiento de la embarcación “si el barco tiene una fuga al estrellarse contra una roca o si es golpeado por una ballena”. Durante el siglo XV, los juncos ya navegaban hasta África oriental.

Embarcaciones posteriores

Los buques en la Europa medieval eran en general galeras romanas, pero utilizaban remos mucho más largos o bayonas. Con frecuencia estos remos medían hasta 15 m y eran accionados por 7 remeros cada uno. A bordo, el espacio que ocupaban se contrapesaba, y se les dotaba de asas; los remeros se situaban en gradas sobre rampas. Para conseguir mayor aprovechamiento de los remos largos, los toletes o escálamos, contra los que se tiraba de los remos, se montaban fuera del casco, sobre una estructura de madera denominada postiza, que se instalaba de forma paralela al eje central del barco. La postiza que se utilizó primero en las antiguas galeras y que se introdujo en los barcos medievales, tenía el mismo propósito que los apéndices utilizados en los tiempos modernos en las regatas de yolas y otras embarcaciones ligeras. La utilización de postiza también facilita la disposición de los remos en dos o más bancos a cada lado de la embarcación.

Otras mejoras introducidas en la edad media incluían la utilización de un timón permanente colgado del codaste del buque en lugar de las espadillas usadas por los romanos. Además, los buques que se utilizaban al final de la edad media se hacían con un franco-bordo mayor (costados más altos desde la línea de flotación) para hacerlos más adecuados y resistentes en mares bravos o tormentosos.

El buque de guerra típico de la edad media fue la galera, perfeccionada por los constructores del área mediterránea, sobre todo por los constructores de Génova y Venecia.

Las galeras variaban en eslora de 30 a 60 m y, por lo general, se impulsaban mediante 20 remos a cada costado, y velas aparejadas en dos o tres mástiles. A partir del siglo XV las galeras se armaban con cañones en el castillo de proa y en la toldilla superior de popa. En los últimos modelos de esta clase de embarcación los cañones se instalaban también para disparar de costado, primero, sobre la borda del buque y, a partir de entonces, a través de agujeros o troneras en la borda. Las galeras de mayor envergadura contaban con tripulaciones de hasta 1.200 hombres.

Hasta el final de la edad media no había una distinción clara entre buques de vela de guerra o mercantes. Las embarcaciones de vela se usaban tanto como naves de carga como para la guerra, aunque los buques de remos se dedicaban casi en exclusiva para usos militares. En los comienzos del siglo XV, diversas naciones empezaron a desarrollar tipos diferentes de embarcaciones para la guerra y el comercio. Un barco mercante típico de la edad media era la carraca, buque de sólida factura, de tres mástiles, dos velas bajas cuadras en los palos trinquete y mayor, así como una vela latina (vela triangular enganchada a un mástil y a una verga) en un corto palo de mesana. Estos buques estaban equipados tan sólo con un armamento limitado y se diseñaban con preferencia para llevar mercancías.

Buques de vela

A finales de la edad media, el uso de remos para propulsión comenzó a dar paso a la utilización exclusiva de velas, sobre todo en embarcaciones construidas en el norte de Europa para navegar en el océano Atlántico. Las naciones mediterráneas, sobre todo Italia, continuaron construyendo galeras e incluso en 1571 la flota cristiana que derrotó a los turcos en la batalla de Lepanto estaba compuesta sobre todo por galeras. Más tarde se desarrollaron en las naciones mediterráneas varias clases de buques de guerra de remos y a vela, entre ellas el galeón; estos tipos de embarcaciones sustituyeron a las galeras a finales del siglo XVII.

Primeros tipos europeos

Las naciones europeas desarrollaron muchos tipos de buques de vela. La carabela, típica de Portugal y España, era una embarcación pequeña, por lo general de 113 t de peso muerto (capacidad de carga), aunque en algunas ocasiones era mayor o más pequeña. La carabela tenía una proa extensa y un castillo de popa elevado y estrecho. Se aparejaba con tres o cuatro mástiles de los que sólo el trinquete llevaba una vela cuadra, los otros palos portaban velas latinas. Los buques en los que Cristóbal Colón emprendió sus célebres viajes fueron carabelas.

La nave de guerra europea característica durante los siglos XVI y XVII fue la que se dio en llamar buque mayor, que contaba con cuatro o cinco palos y castillos elevados de proa y popa, así como dos o tres niveles de cañones. Estos buques alcanzaban desplazamientos de 900 t o más y llevaban por lo menos 60 cañones. Más tarde, el armamento se aumentó —de forma muy destacada en la marina británica— de tal manera que barcos con 100 cañones no resultaban insólitos. El buque insignia del almirante británico Horatio Nelson, el HMS Victory, construido a mediados del siglo XVIII, tipificaba el gran buque de guerra de este periodo. El Victory tenía 56,7 m (186 pies) de eslora, 15,9 m (52 pies) de manga y un desplazamiento de 2.197 t. Los modelos más ligeros de buques de guerra eran la fragata y la corbeta, con 36 cañones o menos, a menudo montados todos en la cubierta y no bajo esta superficie como en los buques mayores. Otros buques de guerra pequeños de los siglos XVIII y XIX eran los bergantines, bergantines-goleta, goletas, cúteres y lugres. Para los barcos de guerra actuales, véase Barcos de guerra.

Buques americanos

Los buques de vela, aunque aumentaron de forma progresiva de tamaño e incorporaron otras mejoras en los detalles y acabados, permanecieron inalterados en lo esencial durante los tres siglos siguientes a los viajes de Colón. El famoso clíper, que supuso un considerable avance en velocidad, sólo se introdujo cerca del final de la era de los buques de vela, a mitad del siglo XIX. Su predecesor, el clíper Baltimore, que se desarrolló en los tiempos de la guerra de la Independencia estadounidense, consiguió una gran reputación por su rapidez, y fue muy efectivo para el bloqueo y el ataque durante la Guerra Anglo-estadounidensede. El clíper Baltimore, modificado y ensanchado para conseguir hasta 450 t de desplazamiento, se usó para correo rápido y transporte de pasajeros en el comercio transatlántico, después de la contienda.

El auténtico clíper, sustituto de los Baltimore, representó el desarrollo máximo de los buques de vela comerciales, al compaginar velocidad y navegabilidad. Largos, angostos y de afinada proa, estos barcos sobresalieron en el comercio de grandes distancias, como el realizado entre Estados Unidos y China, y entre Gran Bretaña y la India. El cabotaje entre las costas este y oeste americanas, producido por la fiebre del oro en California, aceleró la necesidad de buques más rápidos. Como consecuencia, en estos tiempos se establecieron numerosas marcas de velocidad.

El mayor clíper fue el Great Republic, construido en 1853 por el ingeniero naval de Boston Donald Mekay, cuyos modelos establecieron muchas plusmarcas en los viajes transatlánticos y de vuelta al mundo.

Final de los buques de vela

Los buques de madera americanos, y sobre todo el clíper, dominaron todo el comercio oceánico hasta la depresión de 1857, cuando los británicos conquistaron el liderazgo en la construcción de los denominados buques compuestos, que se forraban con madera sobre un entramado de hierro, y también en la construcción de barcos de hierro. Los buques del tipo compuesto, como el británico Cutty Sark, transportaron la mayor proporción de flete oceánico del mundo hasta 1900, pero no podían competir con los barcos de vapor y las tarifas extras que éstos ofrecían para portes rápidos. En el comercio de grano de Australia con Gran Bretaña, todavía se utilizaron buques de vela hasta la década de 1920. Estos veleros se construían en algunas ocasiones de acero, y lo más frecuente es que se aparejaran como barcas, debido a que este tipo de aparejo necesitaba menos tripulación que los de tipo fragata. Para la navegación de cabotaje norteamericana, se construyeron muchas goletas grandes hasta poco después de la I Guerra Mundial. Estas goletas tenían cuatro mástiles o más, podían transportar grandes cantidades de cargamento al estar aparejadas con velas de cuchillo y se manejaban con una tripulación reducida. La mayor de estas goletas fue la Thomas W. Lawson, construida en 1902; tenía siete mástiles, era de acero y su capacidad de carga superaba las 5.000 toneladas.

Barcos de vapor

La primera ocasión en que se utilizó el vapor para propulsar un barco fue registrada en 1786; en ese año, el inventor estadounidense John Fitch botó un pequeño barco de vapor en el río Delaware. Gracias a un diseño posterior, alcanzó una velocidad de más de 10 km/h en un segundo barco de vapor que construyó en 1788. El inventor estadounidense Robert Fulton construyó su primer buque de ruedas en 1807, y a los pocos años se utilizaban nuevos barcos de este tipo en aguas interiores y en las costas de Gran Bretaña y Estados Unidos.

Primeros desarrollos

El primer barco de vapor que cruzó el Atlántico fue el buque correo de costa remozado Savannah, que zarpó desde Savannah, Georgia, el 28 de mayo de 1819 y llegó a Liverpool el 20 de junio. Algunos otros barcos cruzaron después el océano Atlántico, pero no se instituyó un servicio regular hasta 1840, año en que la empresa recién creada Cunard Line estableció y mantuvo una línea regular entre Gran Bretaña y Estados Unidos. Los buques eran de madera, con ruedas accionadas por vapor, y llevaban también mástiles y un aparejo de barca que se usaba cuando el viento era favorable. Sus dos máquinas le suministraban una potencia de 1.500 CV, aproximadamente, y propulsaban el barco a unos 9 nudos (16 km/h). Los primeros vapores estadounidenses que mantuvieron un programa regular de viajes transatlánticos fueron el Hermann y el Washington, que comenzaron sus servicios en 1847.

Entre los primeros intentos de aplicación de la propulsión por hélice, se cuenta la construcción en 1804, por el inventor John Stevens, de un barco de vapor con dos hélices. Aunque obtuvo éxito en varias pruebas, Stevens se desalentó debido a dificultades en la construcción de la máquina, y no prosiguió sus ensayos. En 1836, el sueco John Ericsson y el británico Francis Smith introdujeron, cada uno de ellos por caminos independientes, la hélice que fue sometida a prueba en una serie de barcos, entre los que destacó el navío británico Great Britain, terminado en 1844. El buque tenía 98,2 m de eslora y una capacidad de carga de casi 3.550 t. Una única máquina de 2.000 CV impulsaba el barco a una velocidad de 12 nudos (22 km/h). El Great Britain se hundió en la costa de Irlanda, pero soportó severos vientos y marejadas durante un invierno completo, y fue reflotado más tarde sin daños. Este hecho eliminó una gran parte de los prejuicios conservadores contrarios al uso del hierro como material apropiado para la construcción de barcos.

Evolución y máquinas de vapor

Las mejoras posteriores en el mecanismo propulsor de los buques de vapor incluyeron la introducción de la máquina de expansión múltiple. Las primeras máquinas de vapor marinas empleaban el principio de expansión simple, basado en la entrada y posterior salida del gas en los cilindros de la caldera. Mejorando las calderas y aumentando la presión del vapor, los armadores descubrieron que podían utilizar el vapor expulsado de un cilindro para accionar otro cilindro de baja presión. De esta forma se incrementaba la eficacia que procedía de la energía resultante de la planta de potencia. Máquinas de este tipo, denominadas de expansión doble, fueron sustituidas más tarde por las de expansión triple, dotadas de mayor capacidad. En 1854 se utilizó la primera máquina de expansión doble, y la primera de expansión triple en 1873. La utilización de este tipo de máquinas supuso la superación de uno de los mayores obstáculos para el desarrollo posterior de los buques de vapor: la necesidad de transportar consigo importantes cargamentos de carbón como combustible o de repostar a menudo durante viajes largos.

Otros avances incluyeron la incorporación de dos hélices, y más tarde, de hasta tres y cuatro hélices para minimizar el peligro que podía provocar la deriva de un buque desamparado si una hélice o un eje de cola fallaban o se rompían. En 1890 se realizaron los primeros ensayos para sustituir máquinas alternativas por turbinas. La desventaja de la turbina era que constituía por sí misma un mecanismo de alta velocidad, pero esto se resolvió en combinación con un engranaje desmultiplicador entre la turbina y el eje de cola, lo que permitía a la turbina mover la hélice a la velocidad apropiada. Las instalaciones con turbinas son muy comunes en la sala de máquinas de los buques de vapor modernos y su función la complementan en ocasiones máquinas auxiliares, que operan en el mismo eje de cola. En buques modernos, y sobre todo en navíos de guerra, los sistemas turboeléctricos de encendido han sustituido a los sistemas que utilizan accionamientos mecánicos. Una planta de potencia turboeléctrica consiste en una turbina de vapor que acciona una dinamo, que a su vez opera un motor que hace girar a la hélice. El accionamiento turboeléctrico es flexible en extremo en operación, y elimina muchas de las dificultades mecánicas que acompañan el giro de las hélices mediante largos y pesados ejes de cola.

Al final de la década de 1950 se desarrollaron plantas de energía nuclear que proporcionaban vapor para propulsar tanto buques de guerra como mercantes. El mercante Savannah, impulsado con energía nuclear y construido por el Gobierno de Estados Unidos, realizó con gran éxito una serie de viajes experimentales. Sin embargo, los costes continúan siendo más altos que los de sus competidores con sistemas convencionales.

Buques a motor

El desarrollo del motor de combustión interna a finales del siglo XIX, y en particular el desarrollo de los motores diesel, posibilitaron el diseño de plantas generadoras de potencia para buques que son mucho más útiles que las plantas de vapor convencionales. La utilización de máquinas avanzadas y eficaces resulta un factor de primer orden en la construcción naval, debido a que estos motores permiten al barco un menor consumo de combustible y el transporte de mayor volumen de carga. Las primeras motonaves, término genérico para referirse a los buques propulsados con diesel, fueron construidas en los primeros años del siglo XX; en contraste con modelos precedentes, eran más pequeños, pero en los años que siguieron a la I Guerra Mundial se construyeron un determinado número de grandes transatlánticos accionados a motor y operaron con gran éxito. Los buques de motor constituyen el 76% de la flota mundial de más de 43.000 buques de 90.000 t y superiores; algo menos del 75% de la flota utiliza diesel.

Barcos de efecto-superficie, mixtos y de hidroala

Recientemente se ha desarrollado un elevado número de nuevos modelos como resultado de una constante investigación para conseguir un transporte más rápido. El navío convencional es sobre todo un vehículo de desplazamiento; cuando se mueve lo hace atravesando el agua y no sobre ella, lo que origina una gran cantidad de olas. Por tanto, se necesita mayor potencia para contrarrestar el efecto de la generación de olas y el rozamiento entre el forro del barco y el agua. A altas velocidades, la potencia que se requiere es enorme; por ejemplo, un portaaeronaves de 54.000 t necesita 280.000 CV para navegar a 35 nudos (65 km/h).

Si un barco se eleva fuera del agua, no se generan olas y se libera de la fuerza de rozamiento del agua. Los avances más recientes en la industria naval tratan de despegar el vehículo de la superficie del agua.

El barco de efecto-superficie navega sobre un colchón de aire (véase Aerodeslizador). El aire se bombea bajo el barco mediante grandes ventiladores. El barco se eleva por el colchón de aire y flota sobre él en lugar de hacerlo sobre el agua. Unos faldones cuelgan hasta hundirse para mantener intacto el colchón de aire. La generación de olas se neutraliza y el índice de rozamiento es muy pequeño, por lo que es posible obtener altas velocidades con una potencia propulsora pequeña. Se han construido barcos de este tipo de hasta 145 t, y embarcaciones de pequeño calado han alcanzado velocidades superiores a 100 nudos (185 km/h). El verdadero barco de efecto-superficie es capaz también de volar sobre un terreno liso.

El barco mixto aire-agua es el resultado de una variación del modelo de efecto-superficie. Navega en el aire y en el agua. El aire se bombea en la popa y es atrapado por un faldón neumático abatible. Mientras el barco se desplaza por el agua, parte de su peso lo soporta la burbuja de aire y el resto recae sobre el agua. Este sistema permite que se reduzcan las resistencias de la generación de olas y así lograr que la velocidad se incremente. El principio de la burbuja de aire atrapada se ha utilizado con éxito en embarcaciones pequeñas.

La quilla fluida tiene cierta similitud con el barco suspendido en aire. Un pequeño ventilador es utilizado para mantener una fina película de aire bajo el barco. La película de aire actúa a la manera de un lubricante disminuyendo la resistencia al rozamiento del agua. Este principio ha demostrado ser muy práctico en embarcaciones pequeñas, pero todavía no se han realizado pruebas en barcos de mayor envergadura.

Los barcos de hidroala o hidrohélice operan sobre fundamentos muy distintos del grupo de los buques soportados por aire. En estos barcos, los planos sumergidos o alas hidrodinámicas están conectadas al barco mediante unos contretes y, comportándose como las alas de los aviones, elevan el casco sobre el agua. Conforme va aumentando la velocidad, se mueve fuera del agua apoyado en las alas submarinas. Las alas pueden permanecer una parte por encima y otra parte por debajo de la superficie del agua, y por ello se llaman alas de penetración. Cuanto más rápido se mueva el barco menor será la cantidad de aleta sumergida. El barco con aleta de penetración superficial es el tipo más sencillo de hidroala; se usa con frecuencia en barcos de pasajeros y otros más pequeños que navegan por los ríos y canales de Europa. Las alas hidrodinámicas pueden estar por completo bajo el agua, en cuyo caso se denominan alas sumergidas. La elevación que producen se controla por el ángulo de las aletas y la velocidad del barco. En los barcos de hidroala se han alcanzado velocidades de más de 100 nudos (185 km/h).

Buques portacontenedores y petroleros

Dos innovaciones recientes en tipos de buques han tenido gran influencia en el comercio mundial, aunque los buques en sí mismos no son técnicamente muy notables. Los portacontenedores transportan contenedores de medidas estándar (6 m por 2,4 m) de una aleación de aluminio, dentro de los cuales puede almacenarse una gran variedad de carga. Las ventajas económicas de este sistema incluyen la reducción de los costes de mano de obra en los puertos, una reducción del tiempo de estancia en los mismos, menores pérdidas por hurtos y una transferencia al transporte terrestre más eficaz.

Los petroleros, construidos para transportar el enorme tráfico de petróleo tras la II Guerra Mundial, son de un diseño sencillo en extremo. La maquinaria se concentra en la popa y, en la práctica, todo el casco a proa lo ocupan tanques que contienen carga líquida. Debido a que los petroleros viajan desde las áreas productoras del petróleo a las terminales de descarga, repitiendo por lo general el mismo viaje muchas veces, las tripulaciones son reducidas, y una gran parte de la maquinaria del buque se controla de forma automática. La facilidad de construcción de los petroleros ha derivado en un gran aumento de tamaño; actualmente, navegan por los océanos muchos petroleros de cientos de miles de toneladas, empequeñeciendo a los grandes transatlánticos.

Prácticas de 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. 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. 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.

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.