CONSTRUCCIONES NAVALES. (EMBARCACIONES) Compilador: Jose Benjamin Reyes.

CONSTRUCCIONES NAVALES. (EMBARCACIONES).

TIPOLOGIA, DISEÑO Y ENSAMBLAJE.

Linea de Investigación: Diseño de embarcaciones y construcción naval.

Compilador: Jose Benjamin Reyes. Ingeniero.

Diseño de Proyecto.Teórico y Practico.

Trabajo de esquema de ciencia y tecnología naval operativa.

Año de publicación: 2 de febrero del 2023.

Presentacion:

Dentro del contexto donde coexisten astilleros, empresas que diseñan y construyen embarcaciones de pequeña, mediana y gran eslora, coexisten diversas tecnologías aplicadas a las relaciones de producción básicas artesanales, semi industriales e industriales, los alcances de equipos en el diseño y construcción de barcos desde los de maderas, metal hasta submarinos en su diversidad y modalidades se identifica con las metas y alcances vinculantes al esquema de impulso científico y tecnológico de la tecnología naval post-moderna de Ameriza Latina en países como Venezuela, México, Brasil, Argentina y otras naciones en el Mundo.

La construcción naval consiste en el diseño y la construcción de embarcaciones (en lugar de los buques de mayor tamaño ) y sus sistemas de a bordo, donde destacan los procesos formativos empíricos ancestrales y los procesos formales aprendidos en universidades, astilleros e industrias destinadas a tales fines. Esto incluye, como mínimo, la construcción del casco , con todos los sistemas de propulsión, mecánicos, de navegación, de seguridad y otros servicios necesarios según las necesidades de la embarcación.Una canoa que se construye con el método de costura y pegamento.Un taller de construcción de barcos tradicionales de madera.

DIVERSIDAD DE USOS DE MATERIALES EN EL DISEÑO Y CONSTRUCCION DE EMBARCACIONES.

La diversidad de usos de materiales en la utilidad y necesidad del diseño y construcción de embarcaciones se describe mediante las características del tipo de barcos a diseñar y construir y los m,ares, ríos o lagos donde este se proyectara como embarcación de acuerdo al servicio y realidad a ser usado especifica su génesis y origen para su construcción como tal. Estos diseños y construcciones se llevan a cabo y aprenden desde las bases artesanales, comunidades pesqueras, semi industrias, astilleros, industrias y empresas navales tanto publicas como privadas en el mundo.

Madera:

La madera es el material tradicional de construcción de barcos, utilizado para la construcción del casco y los mástiles. Es flotante, está ampliamente disponible y es fácil de trabajar. Es un material popular para embarcaciones pequeñas (p. ej., de 6 metros (20 pies) de eslora; como botes y veleros). Su resistencia a la abrasión varía según la dureza y densidad de la madera, y puede deteriorarse si se permite que el agua dulce o los organismos marinos penetren en ella. Maderas como la teca , la totara y algunos cedros tienen sustancias químicas naturales que previenen la putrefacción, mientras que otras, como el Pinus radiata , se pudren muy rápidamente. El casco de una embarcación de madera suele constar de tablones fijados a las cuadernas y una quilla. La quilla y las cuadernas se fabrican tradicionalmente con maderas duras como el roble, mientras que los tablones pueden ser de roble, pero con mayor frecuencia son de maderas blandas como el pino , el alerce o el cedro.

Las técnicas tradicionales de construcción con madera se pueden clasificar en el método «primero la carcasa» (también llamado «primero el entablado») y el método «primero la cuaderna». Con el método «primero la carcasa», la forma del casco se determina uniendo tablones perfilados que se fijan entre sí, y posteriormente reforzando la estructura con las cuadernas (o costillas) que se instalan en el interior. Con el método «primero la cuaderna», la forma del casco se establece colocando las cuadernas en la quilla y luego fijando el entablado en el exterior.

Algunos tipos de construcción en madera incluyen:

• Carvel, en el que se forma un casco liso fijando tablones a ras de las cuadernas subyacentes . Los tablones pueden tener una sección transversal curva, como las duelas de un barril. Los tablones del carvel se calafatean generalmente con estopa o algodón, que se introduce en las juntas entre los tablones y se cubre con una sustancia impermeable. Su nombre proviene de la carabela y se cree que tiene su origen en el Mediterráneo. Existen varios textos sobre construcción naval que describen en detalle el método de entablado del carvel.
• El clinker es una técnica de entablado, estrechamente asociada a los países nórdicos , aunque se utiliza en una zona más amplia del norte de Europa. Los tablones de madera se fijan entre sí con un ligero solape biselado para un ajuste perfecto. Los tablones se conectan mecánicamente entre sí con remaches de cobre, clavos de hierro doblados, tornillos o, en embarcaciones modernas, con adhesivos. A menudo,se instalan costillas de madera dobladas al vapor en el interior del casco.
• El entablado de listones es otro tipo de construcción de embarcaciones de madera similar al carvel. Es un método de construcción encolado muy popular entre los constructores de embarcaciones aficionados, ya que es rápido, evita la compleja necesidad de plantillas temporales y no requiere dar forma a los tablones.
• La construcción de barcos con madera contrachapada en láminas;utiliza láminas de paneles de madera contrachapada generalmente fijadas a madera larga longitudinal como las quillas, las abrazaderas de aparejo (abrazaderas de borda) o los largueros intermedios que se doblan alrededor de una serie de marcos. Al unir las láminas de madera contrachapada a la madera larga en lugar de directamente a los marcos, se evitan puntos duros o un casco irregular. La madera contrachapada se puede laminar en un casco redondo o usarse en

láminas individuales. Estos cascos generalmente tienen una o más quillas y el método se llama construcción Ply on Frame .

• Una subdivisión del método de construcción de barcos,con madera contrachapada en láminas se conoce como el método, donde los paneles preformados de madera contrachapada se unen y luego se encolan los bordes y se refuerzan con fibra de vidrio sin el uso de un marco. Las bridas de metal o plástico, el sedal de nailon o los cables de cobre tiran de los paneles planos curvos en formas curvas tridimensionales. Estos cascos generalmente tienen una o más quillas. El contrachapado marino de buena calidad se denomina «WBP» (resistente al agua y a la ebullición) o, más comúnmente, BS 1088.
• Fabricantes y proveedores australianos de contrachapado, han advertido que algunos países asiáticos venden contrachapados con la certificación BS 1088, que no cumplen con las normas internacionales. En concreto, indican que las capas exteriores son demasiado delgadas (deben tener un mínimo de 1,2 mm o 0,047 pulgadas) o muy delgadas (menos de 0,5 mm o 0,020 pulgadas), o que el contrachapado de alta calidad, como el de okoumé, se combina con núcleos interiores mucho más pesados y anchos. La mayoría de los contrachapados marinos de okoumé (Gaboon) de alta calidad utilizan núcleos interiores de álamo ligero. A menudo, el sello 1088 está borroso en el contrachapado asiático de baja calidad, por lo que no se ve con claridad.

En Australia y Nueva Zelanda, un contrachapado marino de mayor calidad que el BS 1088 es el AS2272. Este exige que ambas caras sean de calidad «A», con capas de grosor uniforme. El contrachapado más común para este tipo de madera es el pino Hoop de plantación, de grano fino, muy liso y moderadamente ligero (con 570 kg/m³ ^o 36 lb/pie³, pesa lo mismo que el contrachapado Meranti y aproximadamente un 13 % más que el okoumé genuino con núcleo de álamo BS1088). El pino Hoop tiene una clasificación de tensión muy alta, F17, lo que indica una alta resistencia.

El contrachapado Meranti (Lauan) tiene una clasificación de tensión F14 y el okoumé F8. El okoumé se recubre comúnmente con epoxi para aumentar la resistencia y la resistencia al impacto, así como para impedir la entrada de agua. Ambos tipos de construcción con contrachapado son muy populares entre los constructores aficionados, y se han construido con él numerosos botes, como los de las clases Vaurien , Cherub, Tolman, Moth y P (construcción de contrachapado sobre bastidor), así como los FJ, FD y Kolibris (método de cosido y encolado). Otra variante es el contrachapado torturado, en el que se doblan paneles preformados muy finos (3 mm o 0,12 pulgadas) y flexibles (a menudo de okoumé) en curvas compuestas y se cosen. Se utiliza poca o ninguna estructura o madera longitudinal. Este método se limita principalmente a los kayaks.

• El moldeo en frío, es un método compuesto de construcción de barcos de madera que utiliza dos o más capas de madera fina, llamadas chapas, orientadas en diferentes direcciones, lo que da como resultado una estructura monocasco fuerte, similar a un casco de fibra de vidrio pero sustancialmente más ligero. A veces se compone de una capa base de tablones de listones seguida de múltiples chapas. A veces se utilizan solo chapas.

El moldeoen frío es popular ensuperyates,de madera pequeños, medianos y muy grandes. Usando diferentes tipos de madera, el constructor puede aligerar algunas áreas como la proa y la popa y reforzar otras áreas de alta tensión. A veces, los cascos moldeados en frío se protegen por dentro o por fuera o ambos con fibra de vidrio o productos similares para la resistencia al impacto, especialmente cuando se utiliza madera ligera y blanda como el cedro. Este método se presta a una gran flexibilidad en la forma del casco.

El moldeado en frío se refiere a un tipo de construcción de cascos únicos, que utiliza tiras finas de madera aplicadas a una serie de formas en ángulos de 45 grados con respecto a la línea central. Este método se denomina a menudo «doble diagonal» porque se recomienda un mínimo de dos capas, cada una en ángulos opuestos de 45 grados. El método de construcción de barcos «moldeado en caliente», que utilizaba hornos para calentar y curar la resina, no se ha extendido desde la Segunda Guerra Mundial; ahora casi todo el curado se realiza a temperatura ambiente.

Metal.

Hierro y Acero.

Se utiliza en chapa o, alternativamente, en placa para cascos totalmente metálicos o para elementos estructurales aislados. Es resistente, pero pesado (a pesar de que el espesor del casco puede ser menor). Generalmente es un 30 % más pesado que el aluminio y algo más que el poliéster . El material se oxida a menos que se proteja del agua (lo cual se suele lograr con una capa de pintura).

Los componentes de acero modernos se sueldan o atornillan . Dado que la soldadura es muy sencilla (con equipos de soldadura comunes) y su bajo coste, es un material popular entre los constructores aficionados. Asimismo, los constructores aficionados que aún no están bien establecidos en la construcción de barcos de acero pueden optar por kits de construcción caseros . Si se utiliza acero, se suele aplicar una capa de zinc para recubrir todo el casco.

Esta se aplica después del arenado (que es necesario para limpiar la superficie) y antes de pintar. La pintura se suele realizar con pintura con plomo ₍ Pb₃O₃ ). Opcionalmente, se puede omitir la capa de zinc, pero generalmente no se recomienda. También es necesario colocar ánodos de zinc en el casco del barco. Hasta mediados del siglo XX, las láminas de acero se remachaban . Una barcaza en construcción de Barcos de madera en construcción durante la fiebre del oro de Klondike.

Aluminio:

El aluminio y sus aleaciones se utilizan tanto en forma de láminas para cascos totalmente metálicos como para elementos estructurales aislados. Muchos mástiles de vela se fabrican con frecuencia de aluminio después de 1960. Es el material más ligero para la construcción de grandes embarcaciones (entre un 15 % y un 20 % más ligero que el poliéster y un 30 % más ligero que el acero). El aluminio es relativamente barato en comparación con la madera o el acero en la mayoría de los países. Además, es relativamente fácil de cortar, doblar y soldar. La corrosión galvánica por debajo de la línea de flotación en agua salada es un grave problema, especialmente en puertos deportivos donde hay otros metales conflictivos. El aluminio se encuentra con mayor frecuencia en yates, pontones y lanchas motoras que no se mantienen permanentemente en el agua. Los yates de aluminio son especialmente populares en Francia.

Cuproníquel:

El cuproníquel es un metal relativamente caro que se usa muy ocasionalmente en la construcción naval . Posiblemente el metal ideal para los cascos de los barcos, el cuproníquel es bastante resistente, muy resistente a la corrosión en agua de mar y, gracias a su contenido de cobre, es un metal antiincrustante muy eficaz . El cuproníquel se puede encontrar en los cascos de remolcadores de alta gama , barcos pesqueros y otras embarcaciones de trabajo ; e incluso se puede utilizar para hélices y ejes de hélice .

Fibra de vidrio:

La fibra de vidrio ( plástico reforzado con fibra de vidrio o GRP) se utiliza habitualmente en embarcaciones de producción debido a su capacidad para reutilizar un molde hembra como base para la forma de la embarcación. La estructura resultante es resistente a la tensión, pero a menudo requiere ser revestida con numerosas capas gruesas de fibra de vidrio saturada de resina o reforzada con madera o espuma para aportar rigidez.

Los cascos de GRP son prácticamente inertes, aunque no suelen ser ignífugos. Pueden ser de fibra de vidrio sólida o de tipo sándwich (con núcleo), en el que se aplica un núcleo de balsa , espuma o material similar después de colocar la capa exterior de fibra de vidrio en el molde, pero antes de colocar el revestimiento interior. Este tipo es similar al siguiente, el compuesto, pero no suele clasificarse como compuesto, ya que el material del núcleo en este caso no aporta mucha resistencia adicional.

Sin embargo, sí aumenta la rigidez, lo que significa que se puede utilizar menos resina y fibra de vidrio para ahorrar peso. La mayoría de las embarcaciones de fibra de vidrio se fabrican actualmente en un molde abierto, con la fibra de vidrio y la resina aplicadas a mano ( método de laminado manual ). Algunos barcos se construyen actualmente mediante infusión al vacío, donde las fibras se disponen y la resina se introduce en el molde mediante presión atmosférica. Esto permite producir piezas más resistentes con más vidrio y menos resina, pero requiere materiales especiales y mayor conocimiento técnico.

Los barcos de fibra de vidrio más antiguos, anteriores a 1990, no solían construirse en naves con temperatura controlada, lo que provocaba el problema generalizado de la viruela de la fibra de vidrio, donde el agua de mar se filtraba a través de pequeños agujeros y causaba de laminación. El nombre proviene de la multitud de picaduras superficiales en la capa exterior de gelcoat, que se asemejan a la viruela. En ocasiones, el problema se debía a la humedad atmosférica atrapada en la estructura durante la construcción en climas húmedos. En el desarrollo científico y tecnológico de la industria naval en el 2000, se realizaron mejores estudios, diseños, mordernos y post-modernos en estilo, dinámica, estructura, propulsión de la industria de construcción naval en el mundo.

TIPOLOGIA DE MATERIALES MODERNOS COMPUESTOS:

El siglo XXI, la variedad y diversidad del avance y desarrollo de la tecnología naval se extendio por todo el mundo, las industrias mejoraron y perfeccionaron los esquemas de desarrollo y mayor complejidad tecnológica, e industrial y artesanal, para mejorar la navegación en los diversos países que asumieron dicha tecnología, ha presenciado la introducción de materiales compuestos avanzados en la construcción de embarcaciones. Los compuestos de fibra de carbono ofrecen una excepcional relación resistencia-peso y se utilizan cada vez más en veleros de alto rendimiento y barcos de competición.

El refuerzo de kevlar proporciona resistencia al impacto y se utiliza comúnmente en kayaks y canoas. Los materiales sostenibles han cobrado importancia, y los fabricantes incorporan fibra de lino , fibra de cáñamo y resinas de origen biológico para reducir el impacto ambiental. Los materiales reciclados, como los núcleos de espuma de PET de botellas de plástico, se utilizan cada vez más en la construcción de sándwiches. El siglo XXI ha presenciado una importante digitalización en la construcción naval mediante el diseño asistido por computadora (CAD) , el mecanizado CNC y la impresión 3D . Las máquinas CNC se utilizan cada vez más para cortar paneles de aluminio, placas de acero y materiales compuestos con una precisión que antes era inalcanzable a mano. La tecnología de impresión 3D ha surgido para producir cascos, moldes y componentes de embarcaciones. El primer catamarán monolítico funcional de gran formato impreso en 3D se completó en 2025, lo que demuestra el potencial de la fabricación aditiva para reducir los tiempos de producción y el desperdicio de material.

PREMISAS DE CIERRE:

Las diversas escenas y contextos de la construcción naval en el mundo paso por varias fases desde, los Vikingos, los Mesopotamicos, Grecia, Roma, China, entre otras sociedades en el Mundo cada uno desarrollo diseño y estructuro esquemas de avance naval civil y bélico, estos se fueron mejorando en combinación con la ciencia y la tecnología, contribuyendo a mejorar dicha área al pasar los años y los siglos.

La construcción naval representa un elemento de importancia fundamen-tal para comprender el proceso de consolidación y crisis del sistema impe-rial español. Esto se debe a que la navegación oceánica y, particularmente, la guerra en el mar, constituyeron, durante la temprana edad moderna, uno de los aspectos más complejos –y, ciertamente, de mayor consumo de re-cursos– en el desarrollo tecnológico del mundo europeo.

Por otra parte, conforme las economías marítimas del occidente de Europa transferían su centro de gravedad desde el Mediterráneo hacia el Atlántico, el desarrollo de un modelo tecnológico, capaz de enfrentar los retos de la navegación de altura y los nuevos patrones del combate naval, se convirtió en un factor de primer orden, no sólo en la consolidación de los espacios imperiales, sino también en la lucha por la supremacía entre las grandes potencias en expansión.

Así, la construcción naval representó uno de los objetivos prio-ritarios de la corona española, lo cual explica su inextricable relación con el desarrollo de la infraestructura administrativa del Estado.Resulta evidente que los grupos de interés del sistema marítimo español desarrollaron, bajo la égida de los Austrias mayores, una serie de mecanismos extraordinariamente eficaces para la protección de las rutas vitales del comercio trasatlántico. En este proceso, sin embargo, debieron aceptar la progresiva intervención de la corona en prácticas anteriormente norma-das por los objetivos –o las capacidades– de las economías navieras tradicionalmente dedicadas a la construcción naval.

Desde esta perspectiva, el interés estratégico de la corona el mantenimiento de fuerzas navales capa-ces de llevar a cabo determinados objetivos políticos– representó un pode-roso elemento de estímulo en el desarrollo de una burocracia profesional, enteramente al servicio de la monarquía y dedicada al control de los grupos regionales de interés. Así, el precario balance entre estas dos fuerzas –el poder político y el interés comercial– representó el factor fundamental en el desarrollo de un modelo tecnológico específicamente hispánico, basado en criterios de eficiencia tanto bélica como mercantil

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS:

Desarrollo Tecnología Naval. «Compuestos avanzados en aplicaciones marinas», Composites World, 28 de julio de 2025.

Avances en diseño y Construcción Naval. «Materiales sostenibles en la construcción de barcos», 4Ocean, 31 de mayo de 2025.

Avances de Tecnologia Naval. «Aplicaciones de máquinas CNC en la industria marina», SCM Group, 20 de julio de 2018.

Diseño y Construcción de Embarcaciones.»El primer barco monolítico impreso en 3D de gran formato y funcional», IEN, 20 de febrero de 2025.