3 ConstrucciÃn naval

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Capítulo 3
Construcción naval
3.1. La construcción naval a través de los siglos
Los comienzos de la construcción naval se remontan hasta la época prehistórica.
Por la necesidad que los primeros hombres tuvieron de esparcirse por la Tierra,
atravesando los ríos que les impendían su marcha. Debieron inspirarse al ver �otar
cuerpos livianos y troncos de árboles. Así surgirían las primeras balsas, a las que
le sucederían canoas o troncos de árboles ahuecados. Las primeras evidencias
del uso de embarcaciones fueron encontradas en Nueva Guinea y tienen más de
50.000 años.
Mucho más adelante en el tiempo, en torno al 2.500 a.c. , encontramos evidencias
de que en el Antiguo Egipto usaban tablas de madera de cedro unidas entre sí
para formar un casco. La unión la realizaban mediante tiras trenzadas que cosían
los listones, las juntas se rellenaban con juncos e hierba y después se cubrían con
brea para calafatearlas, proceso que continuó realizándose hasta la introducción
de la soldadura. Así construían embarcaciones de unos 25 metros que además
contaban con un mástil, que muchas veces consistía en dos pértigas unidas entre
sí por su parte superior formando un triángulo, y portaban una vela cuadrada.
Los barcos fenicios tenían un diseño similar.
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De la mano de griegos y romanos, llegaron galeras y trirremes que dominaron el
Mediterráneo mientras duró su supremacía. Estas embarcaciones llegaban a tener
36 metros de eslora y 5 metros de manga, lo que las convertían en construcciones
muy esbeltas. Seguían utilizando la propulsión a vela apoyado por la fuerza de
los remos, que en el caso de los trirremes contaban con tres �las una encima de
otra. Los cascos estaban compuestos por tablas ensambladas mediante caja y
espiga, cosidos y después embreados.
Durante la alta edad media la navegación sufrió un retroceso, aunque poco des-
pués comenzó a avanzarse de nuevo. El pueblo vikingo siempre estuvo fuerte-
mente ligado al mar y desarrollaron nuevas embarcaciones y maneras de navegar.
Barcos como los famosos drakkar podían alcanzar hasta 14 nudos, una velocidad
más que reseñable, demostrando así su habilidad para la construcción naval. La
aparición de los barcos redondeados, fuertemente curvados por los extremos, en
países como Portugal, España o Italia favorecieron el establecimiento de rutas
comerciales.
Con el desarrollo de las carabelas el mundo occidental entró en una nueva era de
la construcción naval construyendo los primeros navíos oceánicos. En relativa-
mente poco tiempo, estos barcos crecieron en tamaño, complejidad y precio. Los
astilleros comenzaron a ser grandes complejos industriales. A pesar de que las
técnicas de construcción seguían siendo muy similares, hubo grandes avances co-
mo el estrechamiento de la manga del buque por encima de la línea de �otación,
ajustes en las velas o la aparición de la rueda del timón.
Los metales comenzaron a usarse en navíos con el �n de acorazarlos, durante
las Guerras Napoleónicas. Aunque sólo se usaban para recubrir exteriormente la
construcción en madera. No fue hasta la Revolución Industrial, con el desarrollo
de la máquina de vapor y el conocimiento sobre el acero, cuando comenzó a usarse
éste como material estructural. Surgió en esta época la técnica del remachado
para la unión de las distintas piezas de acero. También se seguían construyendo
buques de madera aunque ahora propulsados a vapor primero con palas y luego
con hélices.
Ya en el siglo XX se produjeron grandes cambios en la manera de construir: se
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introdujo la soldadura en la construcción naval y se estableció el sistema de cons-
trucción modular. De esta manera se abandonaron los trabajos tradicionales de
la grada, en la que ahora sólo se montaban los bloques previamente fabricados y
armados todo lo posible en talleres. Con este sistema de construcción se consiguió
optimizar mejor los recursos, acortando plazos y reduciendo costes.
3.2. Diseño de un buque
A pesar de que es mucha la información que hemos encontrado en el archivo del
astillero en relación a la construcción del Matagorda, se restringe a planos de
construcción y a presupuestos, por lo que trataremos de interpretar los planos
con el �n de sacar alguna conclusión que llevaron a ese diseño. En gran parte
se debe a que la mayoría del conocimiento se transmitía de manera directa y no
quedaba constancia en papel. Además citaremos los cambios de tendencia que
han experimentado la construcción naval desde entonces.
Figura 3.2.1: O�cinas de ingeniería.
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Cabe destacar también la labor de ingenieros y delineantes, quienes desarrollaban
su trabajo sin los medios de que ahora disponemos. Tenían que, por ejemplo,
realizar los planos a mano o estimar los presupuestos sin la ayuda de ningún
dispositivo electrónico. Requerían por tanto de una gran organización para poder
llevar a cabo las tareas que realizaban.
Como hemos dicho anteriormente, el Matagorda, aunque usado como transporte,
era un remolcador. Este tipo de barco es usado para asistir a buques de mayor
tamaño a maniobrar normalmente en puerto, pero también en mar adentro o en
ríos. Necesitan por tanto dos características fundamentales, potencia y manio-
brabilidad. En ambas, el motor juega un papel importante, pues es el encargado
de proporcionar el empuje, pero a la vez su peso condiciona la maniobrabilidad
al ser uno de los elementos más pesados de una embarcación de este tamaño. Pa-
ra la primera característica se selecciona según los requerimientos, teniendo en
cuenta que normalmente un motor de mayor potencia pesará más. En la segunda,
interviene de manera directa la inercia del sólido, por eso, se coloca intentando
que coincida con el centro de gravedad del navío.
Figura 3.2.2: Disposición general del Matagorda.
Sin embargo, esta disposición no siempre es la óptima para todos los buques. En
los grandes buques de transporte la sala de máquinas se encuentra en la parte
posterior del barco para evitar que el eje que transmite el giro a la hélice sea
demasiado largo y para destinar un mayor espacio a la carga de pago.
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Estando colocada en el centro de gravedad en el Matagorda, era necesario la
creación de un espacio destinado a albergar el eje y, por tanto, los mamparos
del túnel del eje que lo protegerá de cualquier daño. Quedaba por debajo de la
cubierta de la bodega de popa.
Comparándolo con los remolcadores que la actualidad operan en la Bahía de
Cádiz, vemos que tiene una potencia muy inferior a las actuales, debido al avance
de la tecnología y a que no era necesaria tanta potencia ya que iba a actuar como
transbordador.
NOMBRE POTENCIA ESLORA MANGA PUNTAL ESLORA
MANGA
B-ROTA 4260 HP 23.8 m 11 m 4.7 m 2.16
B-JEREZ 4260 HP 23.8 m 11 m 4.7 m 2.16
B-SARGAZOS 4134 HP 30.25 m 9.85 m 5.4 m 3.07
B-CADIZ 4260 HP 23.8 m 11 m 4.7 m 2.16
MATAGORDA 230 HP 30.586 m 5.8 m 3.3 m 5.27
Cuadro 3.1: Comparativa con remolcadores actuales de la Bahía de Cádiz.
También es interesante observar cómo la relación entre la eslora y la manga
es mucho mayor en el Matagorda, siendo más esbelto. Una vez más podemos
suponer que es debido al uso que iba a dársele, ya que la manga es uno de los
factores que aumentan la resistencia que ejerce el agua.
Por último, cabe destacar la con�guración de doble fondo. Éste sirve de elemento
de seguridad en caso de colisión o varadura, actuando como un compartimento
estanco y evitando la inundación del resto del buque. Puede utilizarse además
de tanque para albergar el lastre cuando el buque va sin carga.
3.3. Construcción de un buque remachado
3.3.1. Trabajos previos a la grada
Antes de la construcción propiamente dicha del buque, que se realizaba en la
grada, era necesaria la creación de cada una de las piezas que formarían la es-
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tructura. Debido a la singularidad de cada una de los componentes,había que
modi�car las refuerzos, cortar las planchas con la forma deseada o fabricarlas
por fundición.
Dependiendo de la tarea necesaria para la modi�cación, se realizaban en un
taller distinto. Esto daba lugar a diferentes gremios dentro del mismo astillero.
A continuación enumeramos algunos de los más importantes.
El trazado
Una vez aprobado el proyecto, se comenzaba el trazado de las plantillas a partir
de las cuales se fabricarían los elementos estructurales del buque. La Sala de
Gálibos era el lugar donde se realizaba esta tarea. Era un espacio amplio con el
suelo de madera pintada de negro sobre el que las formas se pintaban en tiza.
Las plantillas se correspondían con las diferentes secciones perpendiculares a la
línea de crujía o eje del buque, conjunto que se denominaba caja de cuadernas.
Las líneas se dibujaban a escala real a partir de las líneas de forma, la cartilla de
trazado y los planos de roda y codaste.
Cuando el trazado en tiza era correcto se repasaban con pinturas para que no se
borrasen. Los carpinteros realizaban las plantillas con baretas, tiras de madera
de pino. Una vez acabadas se mandaban a los diferentes talleres donde servirían
para la realización de las piezas en acero.
Actualmente, los sistemas de diseño asistido por ordenador realizan estas tareas,
facilitándolas al no tener que trabajar con plantillas a escala y consiguiendo una
mayor exactitud.
Talleres de forja de ribera
En estos talleres se fabricaban las piezas más complejas del barco. Los forjadores
de ribera modelaban las piezas mediante procesos como el estirado, estampa-
do o volteado; y modi�caban su capacidad resistente con tratamientos como el
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recocido, temple o revenido. Utilizaban fraguas, hornos, bigornias, yunques o
martinetes de forja entre otros utensilios en su labor.
Esta actividad ha cambiado mucho con respecto a cómo se desarrollaba en la
época que se construyó el Matagorda. Actualmente es mucho más fácil la obten-
ción de barras de acero de distintas características, además se usan plegadoras y
curvadoras hidráulicas.
Talleres de herreros de ribera
Los trabajadores de este gremio son considerados los sucesores directos de los
carpinteros de ribera, quienes labraban la madera para construir los buques.
Se encargaban de producir en el taller los elementos del casco del barco y llevarlos
a la grada, donde los armaban. Producían las piezas como las varengas, mampa-
ros, palmejares o las chapas del forro; para ello utilizaban planchas de acero que
modi�caban mediante cilindros de curvar o aplanar, cizallas, punzonadoras, etc.
Figura 3.3.1: Herreros de ribera.
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Fundidores
Dentro de este grupo podemos distinguir dos. Los modelistas, encargados de
elaborar réplicas de las piezas en madera, y los fundidores propiamente dichos.
El proceso de fundición consiste en la creación de piezas a partir de metal fundido,
el cual se introduce en un molde de arena compactada. Una vez solidi�cado el
metal, se destruye la caja de arena y la pieza queda liberada para realizarle los
mecanizados necesarios. El molde se crea introduciendo el modelo de madera
en una caja con arena que después se cierra con otra, también con arena, y se
compacta. Al abrirlo de nuevo, la forma del sólido ha quedado impresa en ambas
caras. Entonces se retira la pieza en madera y se cierra la caja de nuevo, quedando
listo el molde.
3.3.2. Trabajos en la grada
La grada es el lugar en el que construye el buque, donde se unen todas las piezas
previamente creadas. Es una amplia super�cie plana e inclinada, capaz de resistir
grandes pesos. Además, se encuentra cerca del agua para que en la botadura el
barco se precipite sobre ella gracias a la acción de la gravedad.
En la super�cie de la grada se situaban las vías de lanzamiento, así como los
picaderos, piezas de madera de roble sobre las que se apoyaba el barco. En
concreto, era la quilla la pieza que descansaba sobre ellos, siendo la puesta de
quilla el evento que marcaba el comienzo de la construcción del barco.
A continuación y avanzando desde la zona central hacia la proa y la popa, se
colocaban las varengas y vagras. Le seguían las cuadernas y mamparos de proa
y popa de la cámara de máquinas. Una vez terminadas de reforzar las cuadernas
con baos, consolas o cartabones, se forraba la super�cie exterior del barco. En
primer lugar las líneas de traca que quedaban solapadas y después las que se
superponían a éstas.
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Figura 3.3.2: Trabajos en la grada.
Las uniones se realizaban mediante el ya mencionado proceso del remachado,
después del cual era necesario calafatear con estopa y brea para asegurar la
estanqueidad del casco.
Los trabajos en la grada concluían con la botadura, que se producía cuando se
acababa la obra viva del buque, para después continuar la construcción en la
dársena.
El remachado
Fue la técnica utilizada en la construcción naval durante un siglo. De hecho, los
remachadores constituyen uno de los gremios más legendarios de la industria
naval, en parte por la dureza del mismo y también por lo especí�co del mismo.
El remachado consiste en la unión �ja de dos o más piezas metálicas entre sí por
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medio de otros elementos también metálicos que las atraviesan y ensamblan, los
remaches. Generalmente los remaches vienen con una cabeza de fábrica y la otra
se realiza al deformar el excedente del vástago una vez que se introduce en el
ori�cio previamente practicado.
Las costuras o juntas remachadas reciben diferentes nombres dependiendo de la
unión relativa de las planchas a unir:
Uniones planas de planchas entre sí:
� Tingladillo: Se denomina con este nombre a las uniones en las que la
chapa queda por debajo de la anterior pero se superpone a la siguiente.
� Solape: En este tipo de unión ambos extremos quedan por encima.
� Tapajuntas simple o doble: Ambas planchas se enfrentan y la junta se
cubre con una tercera si es simple o con una en cada cara si es doble,
formando un bocadillo.
Uniones de planchas en ángulo mediante refuerzos angulares.
Uniones planas de planchas con per�les.
Uniones en ángulo de planchas y per�les.
Uniones en ángulo de per�les.
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Figura 3.3.3: Remachadores.
Aunque resulte impactante, lo primero que se hacía para conseguir un cuerpo
�otante eran numerosos taladros en las chapas y refuerzos. Pues bien, lo que
ahora nos sorprende era el paso previo a la colocación del remache. Era necesario
realizar un ori�cio en ambas planchas. Primero se realizaba uno de menor tamaño
al nominal, con el que después se posicionaban las piezas que iban a ser unidas
con tornillos provisionales. Seguidamente se realizaba el ori�cio de�nitivo que
tenía un milímetro de holgura con respecto al remache (con avellanado si era
necesario) y , por último, se retiraban las rebabas y se �jaba de nuevo con
tornillos y tuercas.
Comenzaba ahora la fase de colocación de los remaches que la desempeñaba una
cuadrilla compuesta por hasta cinco hombres: el remachador, su ayudante, el
calentador, el pinche y el entibador.
Para la formación de la cabeza del remache era necesario calentarlo previamente
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y así se conseguía que el metal fuera más maleable. Por consiguiente, era ne-
cesaria una fragua portátil donde calentar el remache hasta el rojo cereza, que
indicaba el punto óptimo para que el pinche procediera a su colocación con unas
pinzas. En este punto, el entibador apoyaba una maza de hierro que sobre la
cabeza del remache mientras que remachador y ayudante, golpeando de manera
alternada, creaban la otra cabeza del remache. Esta operación se repetía con el
siguiente remache y después se volvía al primero,ya frío, para recortar el material
excedente.
Una vez acabada la unión de la pieza y con los remaches ya fríos, un operario se
encargaba de golpear los remaches para descubrirlos que estuvieran defectuosos y
marcarlos, que posteriormente serían sustituidos. Sólo cuando todos los remaches
de la costura estaban asegurados, el calafate retacaba las uniones para hacerlas
estancas.
El remachado desapareció con la introducción de la soldadura en la fabricación
de barcos y ésta fue, junto con la aparición del sistema de construcción modular,
una de las mayores revoluciones de la construcción naval del siglo XX.
3.3.3. Trabajos en la dársena
Al �nalizar la construcción del casco del buque, se producía la botadura para
terminar de armar el barco en la dársena. Se botaba �vacío�: sin caldera, motor,
superestructura, etc, para minimizar los esfuerzos que se producían en este even-
to, que podrían dañar la integridad estructural del barco, y para dejar la grada
disponible a otra construcción.
La botadura comenzaba con el traspaso del peso del buque de los picaderos a la
cuna de lanzamiento. Los picaderos son unos bloques de madera donde se apoyaba
la quilla en la grada. Se desmontaban los puntales y demás mecanismos que
aseguraban su posición durante la construcción. En este momento cuna y barco
solamente estaban inmovilizados por un sistema de palancas llamada retenida.
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Liberada la retenida, el buque se precipitaba hacia el mar por la acción de la
gravedad, entrando normalmente de popa.
Armamento
Después de la botadura y estando el buque atracado en la dársena, se procedía
al armamento y habilitación del mismo.
En este punto, se instalaba la caldera, el motor, equipos de propulsión, instala-
ciones eléctricas, aparatos de navegación, etc. Eran necesarias grúas para la carga
de ciertos objetos, con la complicación añadida de las oscilaciones que se produ-
cen al estar a �ote. El reducido espacio hacía que los operarios de los distintos
gremios que trabajaban a la vez se entorpecieran entre sí.
Entre los trabajos en la dársena se tenían:
Caldereros: Realizaban el corte, curvado, contorneado y trabajo en general
de las barras y planchas de hierro o acero.
Plomeros: Conformaban, fundían y modelaban el plomo para la fabricacio-
nes de recipientes y conducciones.
Tuberos: Se encargaban de la fabricación y montaje de la red de tuberías
necesarias en el buque.
Electricistas: Realizaban las instalaciones eléctricas en los buques que ali-
mentarían los equipos de navegación, sistemas de iluminación, etc.
Carpinteros: No para construir la estructura del buque como los carpinteros
de ribera, sino para realizar los interiores y cubiertas.
En nuestros días, se intenta que cada bloque del sistema de los que integran
el buque esté armado al máximo nivel posible. De esta manera se consigue que
los trabajadores puedan desempeñar su función casi desde el principio de la
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construcción del buque, no al �nal como se hacía antiguamente, acortando así
los plazos.
Figura 3.3.4: Trabajos de armamento.