Al docente del curso por

impartirnos los

conocimientos necesarios

para nuestra formación

profesional, y a nuestros

padres por el apoyo moral

y económico.

1

INTRODUCCIÓN

El costo y escasez crecientes de la madera duradera para la construcción de

barcos ha afectado a la construcción de embarcaciones pesqueras en todo el

mundo. El mundo desarrollado en general ha visto cómo los métodos tradicionales

de construcción de buques de madera han pasado a técnicas de construcción con

maderas menos convencionales (por ejemplo, contrachapados o laminados de

madera) o materiales distintos de la madera tales como los plásticos reforzados

con fibra de vidrio, acero, aluminio y ferrocemento. Estas técnicas suponen, en

general, unos métodos que exigen menos mano de obra.

En los países en desarrollo, en los que la madera constituye todavía el material

predominante para la construcción de buques, la escasez y el elevado costo de la

madera de buena calidad no han redundado en la construcción de menos buques

de madera sino más bien en el deterioro de la calidad mediante el uso de madera

de mala calidad. Al mismo tiempo, se han realizado intentos para diversificar los

métodos de construcción, con variados grados de éxito.

2

INGENIERIA NAVAL

El ingeniero naval, se ocupa del diseño, planificación, proyecto y construcción de

buques, embarcaciones, y artefactos flotantes como pudieran ser plataformas

petrolíferas e incluso parques eólicos y piscifactorías

La ingeniería naval abarca las funciones de ingeniería incluyendo el proyecto

creativo del buque y artefactos flotantes, la investigación aplicada, el desarrollo

técnico en los campos de diseño y construcción y la administración de los centros

de producción de material flotante (astilleros). Así como también del

mantenimiento y reparación de éstos.

HSTORIA DE LAS EMBARCACIONES

Las primeras evidencias arqueológicas del uso de barcos se remontan a 50.000 o

60.000 años atrás en Nueva Guinea.

En el Antiguo Egipto hay evidencias de que ya se conocían las técnicas para

ensamblar maderas planas para formar un casco, ensamblándolas con espigas de

madera y brea para calafatear. Los barcos de la dinastía XXV tenían 25 metros de

longitud y un sólo mástil.

En la Edad Media, la navegación sufrió un retroceso que no se recuperó hasta el

siglo XV cuando nuevos barcos (Urca) y la reactivación de las rutas comerciales

marítimas impulsó de nuevo el viaje por mar.

En la época de los descubrimientos estos nuevos modelos, creados para surcar el

Báltico y el Mediterráneo, fueron sustituidos por galeones y carabelas, ideadas

para las travesías oceánicas, pasando la actividad marítima y los astilleros a la

costa atlántica (Londres).Las técnicas más antiguas de construcción de barcos

probablemente fueran del tipo de vaciado de troncos para formar una canoa, o el

ensamblado de troncos, juncos, etc. para formar balsas (tal y como la Kon-tiki de

Thor Heyerdahl) o las estructuras de madera o caña recubiertas de pieles de

animales.

3

El primer salto tecnológico se dio cuando empezaron a construirse barcos a base

de tablas de madera. Se dan dos técnicas: las maderas superpuestas a partir de la

quilla, sin cuadernas (al estilo de los drakkar vikingos) o las maderas unidas y

calafateadas sobre quilla y cuadernas. El calafateo consiste en introducir entre

cada dos tablas estopa y brea, de manera que se evite la entrada de agua por las

rendijas que quedan entre dos tablones.

Hasta el siglo XVII no empezaron las primeras construcciones en metal, durante la

revolución industrial se crearon los primeros diques secos artificiales con ladrillos,

mientras que los materiales plásticos y los compuestos de fibra de vidrio o fibra de

carbón con resinas epóxicas empezaron en el siglo XX.

También en el siglo XX se han desarrollado técnicas de epoxidización de

maderas, lo que las hace más duraderas y resistentes, y han abierto la nueva

construcción de barcos en madera. La FAO ha publicado varios textos referentes a

la construcción de pesqueros artesanales en ferrocemento, como detalle curioso

se puede citar que el casco está terminado en menos de 72 horas desde el inicio

del proceso, pero es necesaria la participación de un total de 47 personas para la

construcción.

Antes de 1850 el principal material para la construcción de buques, puentes y

otras estructuras era la madera. Es así como en los siglos XVIII y XIX, los buques

de madera tenían una vida útil de 50 años o más. Pero, desde le punto de vista de

los materiales, sus cascos poseían escasa resistencia a la tracción y compresión,

y estaban expuestos a gran desgaste y/o deterioro. Es así como el cambio de gran

cantidad de madera estaba en manos de los carpinteros de ribera en tierra o del

carpintero de a bordo.

A mediados del siglo XIX, los cascos de hierro desplazaron a los de madera

debido al gran desarrollo de la industria siderúrgica surgido como consecuencia de

importantes logros tecnológicos. A su vez éste fue substituido por el acero a partir

de 1880, material que corresponde a una aleación de hierro y carbono más otros

elementos aleantes. El acero tiene las ventajas de tener un bajo costo, ductilidad,

4

resistencia mecánica, adecuadas dimensiones, facilidad para trabajar y buenas

condiciones para unir con remaches o soldadura; lo anterior, permite el laminado

en frío o en caliente para la producción de planchas entre otros procesos de

conformado.

En un comienzo, su principal desventaja era su baja resistencia a la corrosión, por

lo que no es accidental que varias de las principales compañías fabricantes de

pinturas se establecieran con la producción del acero, las cuales no solamente

ofrecieron productos anticorrosivos, sino también antincrustantes, ya que eran

problemas que se agravaron con los cascos ferrosos.

A partir de entonces otros materiales de construcción han sido desarrollados, pero

es el acero el que más amplia variedad de aplicaciones posee tanto en buques

como en grandes estructuras.

El acero ha reinado supremamente durante una centuria como el único material

importante para construcción de buques de travesía, siendo la madera todavía

empleada para embarcaciones pequeñas tal como en las embarcaciones de

pesca; y las aleaciones de aluminio para embarcaciones de alta velocidad, en las

cuales la reducción del peso del casco es primordial en la relación peso/potencia.

Por otra parte, otro material ha sido desarrollado para la construcción de cascos,

como es la fibra reforzada, cuya aplicación está limitada para buques menores a

60 metros de eslora.

Sus aplicaciones varían desde buques anti-minas, en las cuales sus propiedades

no magnéticas son importantes, a yates y/o embarcaciones de placer

masivamente construidas.

5

MATERIALES UTILIZADOS EN LA COSTRUCCION DE

EMBARCACIONES

BARCOS DE MADERA

Compuesto natural que no posee propiedades ingenieriles de un producto

homogéneo como el acero.

Un casco de madera es bello, pero siempre requerirá un mantenimiento alto

especialmente si tenemos el barco en una base en los trópicos. Por ello

cada vez hay menos barcos de madera y los profesionales que trabajan

correctamente este material van desapareciendo poco a poco. A pesar de

ello, el moldeado en frío de la madera con nuevas resinas epoxis, está

logrando un nuevo resurgir para este material ya que se obtienen pesos

bajos y coste comedidos. El resultado son cascos no demasiado resistentes

para las condiciones extremas que necesita un yate oceánico.

LONA:

Barcos de fabricaci Barcos de fabricación caseros, ligeros, baratos, baja

resistencia al impacto.

BARCOS DE FERROCEMENTO

Muy utilizado en los años 70, se caracteriza por unos costes muy bajos de

materiales en la producción del casco. Pero al ser solo aplicable al casco, la

6

repercusión sobre el coste total del barco no es tan espectacular como en

principio pudiera parecer. Es bastante seguro para navegación oceánica y

su mantenimiento parecido al de los cascos de fibra, y en cualquier caso

mucho más bajo que el de los cascos de madera o de acero, pero más alto

que el del aluminio.

Son cascos pesados y con relativamente poca reserva de resistencia en

caso por ejemplo, de una colisión y de nada vale mejorar en el diseño

avanzado en hidrodinámica para luego malgastarlos con un material poco

adecuado. Tienen un bajo valor de reventa aunque quizás esto le pueda

interesar si es usted el comprador! No conseguirá ver ni uno solo en una

puerto deportivo, pero si viaja por puertos perdidos de otros países menos

occidentales podrá encontrar un gran número de ellos. Los cascos de

ferrocemento deben tener una capa aislante en su interior, y una manera

cómoda y fácil para conseguirlo suele ser el uso de espumas de de

poliuretano. Actualmente está relegado a una construcción tipo ‘amateur’ y

la mejor manera de garantizar una buena compra consiste en conocer bien

la técnica constructiva, poder certificar que el barco ha navegado por todos

los mares incluso en malas condiciones y que no ha sido recientemente

pintado, para posiblemente esconder alguna reparación estructural

peligrosa y siempre de complicados resultados.

7

BARCOS DE ACERO

El acero es el material por excelencia de los grandes barcos dada su

extraordinaria dureza, aunque a veces los cascos de aluminio bien

diseñados puede llegar a ser más duros que estos en la práctica. Los

tratamientos antioxidación son fundamentales y delicados ya que de ellos

depende directamente la duración del casco. Permite cualquier diseño por

complicado que este sea sin comprometer por ello la resistencia final

obtenida. Para un acabado de calidad deben ser limpiados con chorro de

arena para dejarlos completamente desnudos de otras capas de pinturas,

antes de aplicárseles las nuevas, y esto debe ser efectuado cada 5 o 10

años.

El asilamiento térmico del casco en el interior es un grave problema ya que

en aguas frías se producen marcados efectos de condensación y por el

contrario en los trópicos se convierten en auténticos hornos. La aplicación

de espuma sin más está muy desaconsejada, pues aunque aísle el interior,

puede producir condensaciones entre la capa aislante y la pared interior del

casco, produciendo oxidaciones imposibles de localizar.

Una importante ventaja es la de poder soldar directamente distintos

accesorio y elementos del barco a la cubierta de acero o al casco sin tener

por ello que perforar y producir de esta manera posibles pérdidas de

estanqueidad. Los cascos de acero son mucho más compactos y rígidos

que los barcos de fibra o madera.

8

BARCOS DE ALUMINIO

El ratio de dureza/peso del aluminio es excelente, especialmente si

tenemos en cuenta su ductilidad para poder recibir impactos accidentales

sin fracturarse. Los cascos de aluminio resisten mucho mejor que la fibra,

los roces con el fondo, golpes y otros abusos. Son totalmente inmunes al

proceso de ósmosis, no requieren pinturas de ningún tipo al resistir

extremadamente bien la corrosión. Los antiguos problemas de electrolisis al

actuar como ánodos en reacciones electrolíticas son perfectamente

evitados mediante la aplicación de principios básicos como la de la

instalación de un ánodo de sacrificio de magnesio o de zinc.

La aleación utilizada es la 5086 o la 5083 que es menos resistente que el

aluminio 6000 pero es mucho más estable frente a corrosiones. Al ser inerte

frente al agua marina, el interior del casco puede ser ‘tapizado’ por una

capa de 3 a 6 centímetros de espuma de poliuretano para conseguir un

aislamiento efectivo frente a temperatura y ruidos. Son mucho más

compactos que los cascos de fibra y los distintos elementos de cubierta o

del interior pueden ser directamente soldados evitando perforaciones

susceptibles de provocar pérdidas de estanqueidad.

Si el casco necesita tener las características verdaderamente oceánicas el

resultado puede ser ligeramente más liviano que con otros materiales pero

sin producirse tampoco excesivas diferencias. El coste de reventa es

siempre muy bueno ya que su conservación es excelente.

9

• FIBRA DE VIDRIO

Por mucha diferencia es el material más utilizado y por muchas razones.

Para grandes tiradas de un mismo barco la fibra es el tipo más económico y

de acabado impecable, permitiendo realizar cubiertas, mamparos y distintos

elementos interiores en el mismo material. Muchos modelos en fibra son

fabricados teniéndose en cuenta que navegarán pocos días al año y que

pasarán la mayor parte del tiempo en el amarre. Es relativamente sencillo y

barato construir cascos de fibra que no deban soportar muchos esfuerzos

estructurales. Pero si son sometidos a esfuerzos intensos, las zonas

sometidas a mayor estrés comenzarán a deteriorarse y partirse debido al

sometimiento repetido de altas tensiones como las producidas en un velero.

No suelen degenerar en roturas trágicas pero requieren caras reparaciones.

Los mejores cascos en fibra utilizan refuerzos estructurales de acero

inoxidable unidos y laminados con la propia resina que suele ser de tipo

epoxídica o vinílicas (vinyl-ester) ya que estas suelen ser de mejor calidad y

propiedades. Son pocos los astilleros que utilizan este tipo de resinas

epoxis frente a la tradicional de poliester debido a su elevado precio.

Actualmente los problemas de ósmosis se han paliado bastante respecto a

los producidos en cascos de hace 20 o 30 años, pero naturalmente siguen

siendo un problema muy importante en este tipo de cascos. Los cascos de

fibra también sufren con los rayos ultravioletas del sol.

10

EL MATERIAL MAS VENTAJOSO

Existen muchos materiales de construcción apropiados para la creación de

cascos y embarcaciones. Desde la madera, el fibro-cemento, acero, fibra de

vidrio, Aluminio, y toda una serie de nuevas aleaciones metálicas, acero-

inox, incluso titanio, o el increíblemente ventajoso pero muy caro Monel

(aleación al 65 de Niquel y cobre) sobre el que es incluso innecesario

utilizar antifouling!

Pero de entre todos ellos, y si tenemos en cuenta además de las

prestaciones mecánicas conseguidas, las importantes cuestiones del coste

y la facilidad detrabajo, y además tenemos en cuenta cuestiones como

factores de envejecimiento, mantenimiento, y perdidas de valoración por el

paso del tiempo, el aluminio se perfila como uno de los materiales de

construcción naval más ventajosos.

Mayor resistencia: Es evidente que el aluminio tiene mayor resistencia que

la fibra. Esto se traduce en menos averías (no tiene problemas de ósmosis,

ni fisuración), y por tanto en menor gasto de mantenimiento. Un choque

contra unos bajos de roca o un roce en unos arrecifes, en fibra supondrían

una avería posiblemente importante y de reparación muy costosa. El

aluminio, gracias a su elevada ductilidad, es uno de los metales que menos

se fracturan, y no da problemas de fisuración.

11

Mayor rigidez: Los cascos fabricados en aluminio y también en acero, al

realizarse mediante soldadura de todas sus pieza estructurales y estas a su

vez con las chapas de recubrimiento adopta una estructura totalmente

compacta que produce una gran rigidez estructural, traduciéndose en

menores fatigas del material y por tanto en una mayor seguridad y

posibilidad de soportar estados de la mar más duros. No en vano cada vez

se utilizan más los cascos de acero y aluminio para las embarcaciones

destinadas a soportar condiciones duras de la mar. Muchos navegantes

transoceánicos aconsejan embarcaciones de cascos metálicos por sus

múltiples ventajas.

Mejor estanqueidad: El aluminio

como el acero es ciertamente tan

impermeable como la fibra, pero...

Los cascos metálicos en acero o

aluminio permiten soldar los

distintos elementos de la cubierta

o del interior directamente a su

estructura. De esta manera no es

necesario perforar las cubiertas o

elementos estructurales para por ejemplo fijar mediante tornillos pasantes

un carril de escotas o cualquier elemento o soporte para una jarcia, incluso

una mesa interior o cualquier otro mecanismo, componente o dispositivo. Al

eliminar una parte importante de perforaciones disminuye

proporcionalmente las posibilidades de perder estanqueidad.

Menos consumo: El aluminio es más ligero que la fibra, siendo las

diferencias mayores a medida que aumenta el tamaño de la embarcación.

Esto supone mejor maniobrabilidad, mayores prestaciones y lo que es mas

importante, menor consumo de combustible.

12

Mayor seguridad: el aluminio no se quema con el fuego. Un incendio en

una lancha de fibra puede dar con la embarcación en el fondo del mar, ya

que ésta se consume. En caso de un choque contra un fondo rocoso, la

fibra se rompe y eso supone una vía de agua en la embarcación,

impidiendo la navegación al llenarse el casco de agua. Por el contrario, el

aluminio gracias a su elevada ductilidad y baja fragilidad, se deforma y no

se fisura, por lo que no hay vía de agua. Para romper el aluminio el golpe

tiene que ser especialmente violento.

Menor mantenimiento: El aluminio no necesita ser pintado pues es

prácticamente inmune a la corrosión. Por ello es normal ver cascos

totalmente desnudos y brillantes como acabado final para tales

embarcaciones, aunque por cuestión de gustos si se quiere pintar, puede

también hacerse, siempre y cuando utilicemos las bases y procesos

necesarios. La obra viva necesitará necesariamente la aplicación de

antifouling, y además su rendimiento es mayor al de un casco de fibra, pues

el poder de incrustación de organismos vivos es menor en este material. Y

que nadie se lleve a engaño, pues alguien podría avisarle de posibles

inconvenientes de corrosión electrolítica. Actualmente estas antiguas

complicaciones ya han sido totalmente solucionadas mediante la correcta

utilización de ánodos de sacrificio de mayor electronegatividad que el

aluminio como son los de Zinc o los de Magnesio.

Menor coste de reparación: la reparación en aluminio es muy sencilla, al

igual que en las chapas de los coches. Un bollo en el casco se puede

reparar en tan sólo unas horas, cortando la chapa y soldando una nueva,

devolviendo la embarcación a su estado original con total garantía de

resistencia del casco. Sin embargo en fibra, un golpe produce el fenómeno

complejo conocido como fisuración, y obliga a reparaciones parciales y muy

costosas que no garantizan la resistencia original, ya que la fibra, como su

13

propio nombre indica, no está compuesta por piezas enteras donde la

tensión superficial es la misma en todos los puntos.

Mayor valor residual: el aluminio no se deteriora por la exposición

permanente a los rayos solares. Tampoco sufre los efectos de la ósmosis, y

resiste mucho mejor la incrustación de algas y lapas cuando la embarcación

lleva mucho tiempo inactiva. El transporte en remolque acaba fisurando la

fibra, no así el aluminio. Esto supone que después de los años, las

embarcaciones de aluminio mantienen sus condiciones iniciales, o lo que es

lo mismo, están más nuevas que las de fibra. Y por ello, el valor de

segunda mano es mayor, y la depreciación, menor.

14

CONCLUSIONES

En la actualidad, existen de muy diverso tipo por su forma y construcción de

barcos. Así, tenemos grandes petroleros, buques de carga, de pasaje,

remolque, de recreo, etc. Y según los materiales utilizados, existen de

acero, aluminio, ferrocemento, madera, fibra de vidrio, etc.

Dentro de la náutica de recreo, destaca la construcción basada en la fibra

de vidrio con resinas, sin olvidar el acero y aluminio, pero ya en menor

proporción, la madera va quedando relegada a la reconstrucción de

antiguos yates.

15

BIBLIOGRAFÍA

1. https://es.wikipedia.org/wiki/Construcci%C3%B3n_naval

2. http://www.arqhys.com/construccion/barcos-materiales.html

16