1. Geometría y Estructura del Buque

1.1 Planos fundamentales del buque

El casco de un barco puede representarse mediante tres planos principales:

• El plano longitudinal o de crujía es aquel que divide el barco en dos mitades (babor y estribor), extendiéndose desde la proa hasta la popa.
• El plano transversal corta el buque en sentido perpendicular al anterior, separando las zonas de proa y popa.
• El plano de flotación es el que marca la superficie del agua cuando el buque está en equilibrio, diferenciando la obra viva (la parte del casco que queda sumergida) de la obra muerta (la parte situada por encima del nivel del mar).

1.2 Zonas de referencia y partes del casco

La línea de flotación es el límite que define hasta dónde llega el agua en condiciones normales de carga. La obra viva o carena es la parte del casco sumergida, mientras que la obra muerta corresponde a la zona emergida.

En la parte delantera se encuentra la proa, y en la trasera la popa. Los costados reciben distintos nombres según su orientación:

• Amura: en la zona de proa.
• Aleta: en la parte trasera.
• Través: cuando se trata de una dirección perpendicular al eje longitudinal.

El forro constituye la piel exterior del casco, fabricada en acero, aluminio, madera o materiales compuestos reforzados con fibra de vidrio, según el tipo de embarcación. El fondo es la parte inferior del barco, adyacente a la quilla, mientras que el pantoque es la curva que une ese fondo con los costados. La brusca es la ligera curvatura transversal que presenta la cubierta, pensada para facilitar la evacuación del agua. La quilla representa la pieza longitudinal situada en la parte más baja del buque, que sirve como base estructural. Por otro lado, la astilla muerta es la elevación del fondo en el punto medio del ancho del casco respecto al plano base.

1.3 Cubiertas y superestructura

El interior de un barco se distribuye en varios niveles horizontales llamados cubiertas, y el espacio entre una y otra recibe el nombre de entrepuente. La superficie superior que cierra el casco se denomina cubierta superior. Todo lo que se construye por encima de esta se considera superestructura, y comprende elementos como el puente o los camarotes. En términos de diseño, la obra muerta finaliza en la última cubierta resistente y continua.

1.4 Dimensiones principales

Eslora (L)

La eslora mide la longitud del buque y se clasifica de varias formas:

• La eslora total (LT) mide la longitud máxima del buque entre sus extremos de proa y popa, siguiendo una línea paralela a la flotación.
• La eslora en una flotación (Lfl) corresponde a la longitud del barco a lo largo de la línea de flotación seleccionada.
• La eslora entre perpendiculares (Lpp) es la distancia horizontal entre la perpendicular de proa (trazada en el punto donde la roda corta la flotación de proyecto) y la perpendicular de popa (que pasa por el eje del timón o por la cara trasera del codaste).
• Finalmente, la eslora de francobordo (Li) se calcula tomando el 96 % de la eslora total en una flotación situada al 85 % del puntal mínimo.

Manga (B)

La manga es la anchura máxima del casco. Puede medirse de distintas formas:

• Manga máxima de la carena: mide la anchura del casco sumergido.
• Manga en la flotación de carga (Bfl): obtenida entre los puntos donde la flotación corta el casco.
• Manga en el fuerte o máxima del casco: corresponde al mayor ancho total, normalmente en la cuaderna media.

Puntal (D)

El puntal de trazado (D) es la altura total del casco, medida desde la parte superior de la quilla hasta la cara inferior de la cubierta superior. El puntal de bodega mide desde el fondo o doble fondo hasta la cubierta inferior, y el puntal de entrepuente representa la distancia vertical entre dos cubiertas consecutivas.

Calado (T)

El calado es la distancia entre la cara inferior de la quilla y la línea de flotación. Existen varios tipos: el calado de proa (Tpr), el calado de popa (Tpp) y el calado medio, que es el promedio de ambos. La diferencia entre el calado de popa y el de proa se denomina asiento o trimado; si el calado en popa es mayor, el asiento se considera positivo.

1.5 Movimientos del buque

El barco se mueve en el espacio con seis grados de libertad, que se dividen en movimientos lineales y de rotación:

Movimientos lineales (Traslación)

• Largada: movimiento adelante y atrás (eje X).
• Deriva o vaivén: movimiento lateral (eje Y).
• Arfada: subida y bajada vertical (eje Z).

Movimientos de rotación (Giro)

• Balance: giro sobre el eje longitudinal (X).
• Cabeceo: rotación sobre el eje transversal (Y).
• Guiñada: giro alrededor del eje vertical (Z).

1.6 Deformaciones longitudinales

El casco del barco puede deformarse por la acción de las olas. Cuando el centro del buque se hunde más que los extremos, se produce arrufo (hogging), fenómeno que ocurre cuando las proas y popas se apoyan en crestas de ola y el centro queda suspendido. Si sucede lo contrario, y el centro se eleva mientras los extremos quedan en los valles de las olas, se genera el quebranto.

1.7 Coeficientes de forma

Los coeficientes de forma sirven para expresar matemáticamente la geometría del casco:

• El coeficiente de bloque (Cb) relaciona el volumen de la carena con el volumen del paralelepípedo imaginario formado por la eslora entre perpendiculares, la manga y el calado. Un valor bajo de Cb indica un casco fino y veloz, mientras que uno alto sugiere gran capacidad de carga.
• El coeficiente de la maestra (Cm) compara el área de la sección maestra (la mayor cuaderna del barco) con el rectángulo que la encierra. Valores bajos significan menor volumen en la zona central.
• El coeficiente de flotación (Cf) se calcula como el cociente entre el área de la flotación y el rectángulo definido por Lpp y B. Cuanto más bajo es, más finas son las formas en la superficie, típico de barcos rápidos o catamaranes.

Los coeficientes prismáticos vertical y horizontal expresan cómo se distribuye el volumen del barco vertical y longitudinalmente, respectivamente. Ambos ayudan a analizar la eficiencia y el equilibrio del diseño.

2. Clasificación de Buques

2.1 Según el principio de sustentación

• Sustentación hidrostática: corresponde a los buques convencionales, como monocascos o multicascos, que flotan por desplazamiento.
• Sustentación hidrodinámica: incluye embarcaciones que se elevan parcialmente sobre el agua gracias a hidroalas o al planeo.
• Sustentación aerostática: agrupa a los vehículos que se apoyan sobre un colchón de aire, como los hovercraft o buques de efecto superficie.

2.2 Según su explotación o función

Se distinguen tres grandes categorías:

• Buques mercantes: dedicados al transporte de mercancías (carga general, refrigerados, Roll-on/Roll-off, petroleros, graneleros, portacontenedores o cruceros).
• Buques de guerra: diseñados para operaciones militares (portaaviones, fragatas, submarinos, etc.).
• Embarcaciones deportivas o de ocio: como veleros, yates o motos acuáticas.

También existen buques pesqueros, remolcadores, dragas, rompehielos, cableros, buques oceanográficos o de apoyo a plataformas offshore.

2.3 Según el tipo de viaje

Un barco puede ser:

• De alta mar: para trayectos transoceánicos.
• De cabotaje: viajes costeros de corto alcance.
• Fluvial: navegación en ríos o lagos.
• De línea regular: rutas fijas con puertos preestablecidos.
• Tramp: cuando no siguen una ruta fija y realizan viajes según la demanda.

2.4 Según la propulsión

Los sistemas de propulsión pueden basarse en:

• El viento (veleros).
• El esfuerzo humano (remo).
• La energía mecánica: motores de combustión interna, turbinas de vapor o de gas, propulsión eléctrica (mediante baterías o generadores), propulsión nuclear o combinaciones de varios sistemas.

2.5 Según el material de construcción

Los cascos pueden fabricarse con:

• Acero
• Aluminio
• Madera
• Hormigón
• Materiales compuestos (como el plástico reforzado con fibra de vidrio), dependiendo del tipo de buque y su uso.

2.6 Según la configuración estructural del casco

Existen tres sistemas principales:

• Sistema transversal: suele emplearse en buques de carga seca.
• Sistema longitudinal: utilizado en buques tanque o los de mayor tamaño.
• Estructura mixta: las cubiertas y el fondo se construyen con refuerzos longitudinales, y los costados con refuerzos transversales, logrando un equilibrio entre resistencia y ligereza.

Las planchas del casco y cubiertas colaboran en la resistencia tanto longitudinal como transversal del buque.

2.7 Según la tripulación

• Tripulados: cuando cuentan con personal a bordo que los gobierna.
• No tripulados: en cuyo caso se controlan de forma remota o autónoma, ya sea en superficie o bajo el agua.

2.8 Según la Lista de Clasificación Nacional

La legislación marítima española agrupa los buques en distintas listas, entre ellas:

• Plataformas de extracción y auxiliares.
• Buques de transporte de pasajeros o mercancías.
• Embarcaciones de pesca.
• Barcos auxiliares de pesca o acuicultura.
• Remolcadores y barcos de servicio portuario.
• Embarcaciones deportivas con fines lucrativos.
• Embarcaciones de recreo privadas.
• Buques pertenecientes a organismos públicos.
• Buques en construcción (lista provisional).