aproximacion a la construccion de barcos

7/31/2019 Aproximacion a La Construccion de Barcos

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Control grfico de formas y superficies de transicin Introduccin

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Vista de la Opera House de Sydney.

Aproximacin a la construccin de barcos: una manera depensar la forma.


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Introduccin Control grfico de formas y superficies de transicin

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Hay muchas cosas de la arquitectura que, por evidentes o asumidas tal comoson, no las podemos analizar con sentido crtico. Esto ocurre con el dibujo y la idea deque el dibujo es una herramienta de pensar para el arquitecto. Sin embargo unamirada a otras disciplinas o a otros mbitos, nos puede dar la perspectiva necesaria

para la reflexin y para averiguar por qu esto es as y cmo esto es as.Puede ser de inters hacer este ejercicio de anlisis, ahora, estudiando la

construccin de barcos, puesto que en los aos cincuenta y sesenta diversosingenieros y arquitectos hicieron alguna incursin en esta disciplina. De hecho, la ideade que una mirada a la construccin de barcos puede ser interesante se empieza asuscitar porque muchos de los autores de los edificios estudiados tienen una relacincon ella.

La forma de los barcos es algo que no surge del capricho del ingeniero naval,sino de sus conocimientos en los principios fsicos que inciden en el diseo de loscascos. La caracterstica principal de los cascos de barcos es la curvatura de sucscara y la continuidad de esa superficie curva. Sin embargo no hay composicin

en ellos; slo el rigor interviene en la definicin de la silueta. Su forma tampoco se hatomado de una figura bsica, del catlogo de formas geomtricas conocidas, ni es elmero resultado de la aplicacin de un estado de cargas; pero la construccin de laspiezas tiene un objetivo simple: conseguir una forma concreta.

La construccin naval no puede tener concesiones a componentes de ordenemotivo o ideolgico. No cabe hablar de conceptos artsticos o subjetivos, por lomenos en los mismos trminos en que se justifica muchas veces la arquitectura. Loatractivo de los astilleros es el sentido prctico y la exigencia tcnica que se tienesobre el diseo. Es por esto que si la construccin naval ha influido en la arquitecturaha sido en aportarle sensatez y rigor en la toma de decisiones.

Por otro lado, este estudio centra su atencin en el anlisis de elementos

arquitectnicos definidos por superficies curvas; por lo tanto, hablar de barcos en tantoque piezas construidas no desplaza demasiado el foco de atencin de su tema central.

Para la arquitectura, las superficies curvas han sido, a menudo, temasconstructivos. Desde los detalles de la piedra -con sus diversas soluciones parabvedas, capialzados o escaleras de caracol-, hasta la conformacin de pechinas ocpulas, los elementos superficiales no fueron tema compositivo principal de la obrahasta el siglo XX.

Sepultura en piedra de Teimura (aiz) en el mar Egeo. Naveta des Tudons en Menorca.

Hay muchas coincidencias entre barcos y edificios. Existen ejemplos dearquitectura verncula en que se utilizan cascos de barcos, puestos al revs, como


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cubiertas de casas. O versiones en piedra de esto mismo, en sepulturas decementerios de pueblos pescadores del mar Egeo (como la poblacin de Teimura oaiz) (Foto de la izquierda), o la misma Naveta dels Tudons de Menorca. Tambintechos construidos en madera para los cuales se recurri a los armadores de lasatarazanas (como el techo de la escalera en el edificio del antiguo Archivo de laCorona de Aragn en Barcelona). Armadores y constructores siempre han tenidofelices coincidencias en su trabajo.

La forma de los cascos

Es curioso lo mucho que se parecen los cascos de los barcos entre ellos, yasean de madera, de hierro, de cemento armado o de lona. Su silueta fusiformeresuelve la flotacin y el desplazamiento desde antes de la formulacin deArqumedes. Hasta hoy en da, en que los diseos se hacen con medios grficosinformatizados, los cascos de los barcos se parecen. Las variantes dependen del uso,del tipo de navegacin y del material con que se construyen pero afectan al trazo deunas curvas bsicas muy parecidas.

La construccin de cascos ha variado mucho en la historia pero la formasiempre se ha ajustado a los requerimientos de la navegacin que han sido ms omenos parecidos. Slo el tamao y la velocidad han variado. Fundamentalmente,mientras el mar sea como es, los cascos se parecern a sus precursores a pesar deconstruirse con materiales radicalmente distintos.

Plano de un casco de barco.

Los barcos se definen por tres medidas principales correspodientes a las tresdimensiones perpendiculares. La primera es la eslora (la longitud del buque), lasegunda la manga (la mayor de las anchuras que corresponde a la anchura central) yla tercera es el calado que corresponde a la profundidad. La envolvente de la formadel casco de un barco sera un prisma con estas dimensiones.

Pero la forma curvada y suave del casco del barco se define, con precisin, conlas curvas correspondientes a los cortes sucesivos del casco: las seccionestransversales dibujan cuadernas (tambin llamadas cuadernas constructivas o de

trazado). Se acostumbran a definir 21 secciones de esta familia de tal manera que lanmero 10 es la central y determina la manga mxima del casco.


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Construccin de barco en los astilleros.

Las secciones horizontales se llaman lneas de flotacin o lneas de agua, quedan idea de la hidrodinmica del buque por los ngulos de incidencia en el agua con elavance. En general se hacen 6 lneas de agua desde la lnea ms baja o lnea de basecon el nmero 0, hasta la de flotacin a plena carga que se numera con el 6; pero sepuede llegar a hacer 12 cortes si el casco es de grandes dimensiones.

La secciones longitudinales, de simetra o de cruga, completan lainformacin, no corresponden necesariamente a secciones equidistantes y senumeran con cifras romanas. Estas secciones dibujan los diferentes calados a lo largodel casco y la diferencia de estas profundidades tambin da idea de la hidrodinmicade la parte sumergida. La ms importante de estas secciones es la central quecorresponde al plano de simetra propiamente, puesto que de ella depende el trazadode una pieza clave para la construccin: la quilla que acta como espina dorsal a laque las cuadernas se van sujetando a modo de costillas. Esta columna central secompleta en proa con una pieza de refuerzo que rompe el agua en el avance, la roda,y otra en popa a la que se articula el timn, el codaste.

Todo este conjunto de lneas definen la superficie de la cara interior del casco,

es decir que el material con que se construya har variar sus dimensiones exteriorestotales; esto quiere decir que estas formas describen las lneas exteriores de laestructura, del armazn sobre el cual se compondr el casco propiamente dicho alque, por cierto, se llama forro.

La construccin de cascos

Construccin de un navio en los Astilleros Espaoles.

Pero es en la construccin de cascos, especialmente, donde hay mscoincidencias con la arquitectura. La formacin del encofrado para construir un

elemento de hormign armado es idntica a la formacin del casco de un barco. Elencofrado de un elemento arquitectnico, como el casco de un barco, define formas


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que se pueden construir con tablas o con trozos de plancha. Por otro lado la superficieque envuelve esos elementos debe ser estanca al hormign fluido, como los barcos alagua. El tipo de forma es por lo tanto parecido en concepto y habr que ver cmo enuno y otro caso se resuelve y se controla esa superficie, con qu dibujos y con qugeometra.

A partir del estudio de la obra de Jrn Utzon en Sydney y de su biografa sehace evidente que (como en otros arquitectos de la poca) hay una relacin con losbarcos, y especficamente con su construccin. Jrn Utzon trabaj colaborando con supadre en el astillero que tena en Dinamarca.

Plano de un modelo de barco diseado por el padre de Jrn Utzon en Dinamarca.

Las similitudes y analogas entre el edificio de la Opera House y los barcos devela son continuas y aparecen en multitud de textos sobre la obra de Utzon. Como elaspecto de cascos de canoa que tenan las vigas de la plataforma mientras seconstrua su encofrado, o la apariencia externa del edificio, como un barco gticovaradoen la baha. En la justificacin del fallo del concurso, el jurado, presidido porEero Saarinen, hizo especial mencin a esa similitud formal entre los dibujos delproyecto y los barcos. 1

Desde los dibujos del concurso hasta su aspecto final o el proceso deconstruccin del edificio de la pera encontramos parecidos entre arquitectura y

1... velas infladas por el viento sobre un basamento masivo. Esta oposicin produce un efecto estrao de losms interesantes para un edificio situado en el puerto de Sydney. Architecture dAujourdhui n 73 Pg.37.


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barcos. Basta comparar la gran movilizacin de medios que se genera tanto en unastillero como en una obra de grandes dimensiones.

Vista area de la construccin de la Opera de Sydney. Imagen de un astillero donde se construye un gran navo.

Los planos de barcos, tal como los entendemos ahora, con su grado deprecisin, son relativamente recientes, aunque de una u otra manera, siempre ha sidonecesario tener el control sobre la forma. Aunque slo sea para asegurar la simetraentre las dos mitades del barco, se justifica esa necesidad de control. Elhidrodinamismo necesita de la simetra. Para poder reproducir una forma hay quesaber exactamente como s, hay que conocer su geometra.

Dejando a parte los cascos tallados en un tronco, los barcos se han hecho casi

siempre a piezas, y se han construido formando una estructura y la lmina estancaque la recubre. La capacidad de navegacin depender de que esa lmina sea losuficientemente grande para asegurar la flotacin y lo suficientemente continua parafavoracer su desplazamiento en el agua.

Hay, pues, dos partes indisociables en el casco de un barco: la estructura oarmazn y el recubrimiento o forro. Ambas son parte integrante del casco, una daforma y la otra es la forma propiamente dicha. Por lo tanto interesa no perder de vistaque el armazn sostiene la superficie curva y que la necesidad de rigidez de stajustifica el uso de ese armazn. Para entender como se tiene el control geomtrico deesa forma hay que ver cmo se disean sus armazones, cmo se dibujan.


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Construccin del forro y del armazn de un barco.

Dibujo de planos de barcos

Es importante tener un control sobre la ejecucin del casco hasta el final paraintroducir posibles cambios de mejora y para poder detallar las piezas con las que seconstruir el conjunto. Lo que permite tener este dominio de todo el proceso es elplano de formas.

Plano deformas de un buque.

Este documento es un dibujo didrico que describe con precisin la curva quedebe seguir la forma del caso en cada seccin. Y consta de tres series de curvas: unapara las secciones horizontales, una para las secciones transversales y otra para lassecciones longitudinales. Esta informacin es redundante puesto que dadas dosseries, la tercera queda determinada, sin embargo la informacin grfica de cadaorientacin es til para los clculos que tienen que ver con la navegacin, la capacidadde carga, la velocidad, la lnea de agua o de flotacin, la superficie mojada, etc. Estasformas se dibujan sobrepuestas para cada orientacin, como el plano topogrfico de

un terreno.


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Todos los barcos se disean a partirde su plano de formas, y estas siluetas sonlas formas sucesivas que el casco vateniendo. Pero si hacemos un salto adelanteen el proceso y atendemos a la construccinde esos cascos, reconoceremos esassecciones en la construccin delas cuadernas.

Canoa canadiense

Las cuadernas reproducen lassecciones transversales. Visto desde laperspectiva de la arquitectura llama laatencin esta literalidad entre plano yconstruccin. Y esto es lo que ms interesaaqu: notar que esto ocurre en la construccinnaval puede servir, en la arquitectura, paracomprender las leyes de la propia disciplina.

Velero de regata de rio.

Los cascos de barco se definen, secalculan y se modifican a partir de lassucesivas secciones. Su forma quedadeterminada por las curvas de los cortestransversales y estos cortes siguen lageometra definida por la seccin longitudinal.

Velero de reagata de mar.

Es as como se concibe la forma de la superficie del casco y es as como stese construye. La construccin de barcos consiste en la construccin de una serie decostillas (cuadernas) que puestas, a una distancia precisa, dibujan el esqueleto quedespus se cubre con tablas de madera en sentido longitudinal. Es muy importante elelemento de la quilla como gran espina dorsal que recoge cada cuaderna y a la vezmaterializa el perfil longitudinal caracterstico del casco.Dos momentos de la construccin de un barco donde se distingue las cuadernas que forman el esqueleto.

Analicemos el diseo de los cascos de barcos de manera aislada paracomprender hasta el detalle cual es el proceso. El profesor de la Escuela Superior de


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Ingenieros Navales de la Universidad Politcnica de Madrid, Antonio Crucelaegui,resume los criterios de diseo del casco de un barco:

La aplicacin terica inmediata a la generacin de la superficieexterior del casco del buque ha sido abordada de muy diversas formas pordistintos autores, pero en esencia conlleva los siguientes pasos:

1) a partir de un conjunto de parmetros dados por el usuario, sedisean cuatro perfiles bsicos que determinan la forma. Esto es, alperfil extremo del casco, visto en planta (proyeccin cilndricaenmarcada por la eslora y la manga mxima), el perfil del casco a laaltura de la lnea de flotacin, el rea transversal en funcin de lacoordenada longitudinal y, finalmente la vista en alzado del casco.

2) El sistema genera automticamente con esa informacin un conjuntode secciones transversales, que definen la forma del casco, con unpreceso de interpolacin mediante B-.splines, alternativamente desecciones longitudinales, segn los mtodos basados en unentramado de cuadernas o lineas de agua.

3) Finalmente se interpola entre las secciones anteriores (...) En este

paso se pueden obtener pasos indeseados, ya que el hecho de quelas secciones diseadas con b-splines sean suaves no implica que losea la superficie intermedia. Por ello debe utilizarse un procesoiterativo en que el usuario modifica parmetros de diseo si lasuperficie obtenida no es lo suficientemente suave y alisada y poseeondulaciones. Para detectar estos efectos en la superficie dosprocedimientos fundamentales, a saber: se simula la iluminacin,detectando cambios de color en la pantalla y se representangrficamente las lneas con la misma curvatura gausiana de lasuperficie

2.

Este texto describe el diseo de los planos de formas y parte del uso desecciones cambiantes, que el ordenador genera a partir de unos mnimos datos

generales de las dimensiones clave. El uso de las secciones es, pues, la herramientade trabajo en el diseo de los cascos de barco.

Ms adelante se habla de la superficie que conforma el casco propiamentedicho, concretamente, en los casos de buques de chapa de acero, en los cuales losrequerimientos del material y del proceso de construccin pesan en el diseo sobreplano de su forma:

Adems del rea de la superficie, interesan otrascaractersticas, como evidentemente el volumen encerradopor la misma y su distribucin, pero an ms importanteresultan ser las caractersticas de su forma y las quepueden ser tiles en su fabricacin, pues en definitiva elforro ha de provenir de planchas de acero, por lo general, ysu conformacin adecuada percisa un previo anlisis d elaszonas del buque asimilables a superficies desarrollables,para poder cortar y unir las chapas.

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Popa de un barco en su botadura donde se distingue el despiece del forro deplancha.

Se resalta en el texto la importancia de que laconstruccin se tenga en cuenta ya desde el diseo

2 CRUCELAEGUI CORVINOS, Antonio: Geometra y representacinde carenas. Diseo asistido porordenador. Vol 1. Material docente de la Escuela Tcnica Superior de Ingenieros Navales de la U.P. de Madrid.Ps.110.

3 CRUCELAEGUI CORVINOS, Antonio: op. Cit. Pg. 114.


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sobre plano. Si la superficie se ha de construir con planchas de acero hay que trabajarcon fragmentos de superficies desarrollables; para disear formas que se debanconstruir con elementos lineales habr que trabajar con superficies regladas, y por lotanto hay que conocer las caractersticas geomtricas de las formas que se tienenentre manos. Incluso en los casos en que se trate de fragmentos superficiales nodesarrollables, las lneas de corte sobre la plancha seguirn las lneas geodsicas dela forma superficial.

Dibujar cuadernas o construir secciones

Las imgenes de barcos en construccin y las imgenes de planos de barcosson iguales. Los cascos de barcos se construyen literalmente por secciones y el dibujode esas secciones es como se concibe su forma. Los barcos se piensan porsecciones. Como Jrn Utzon pens los elementos de seccin variable con los queresolvi problemas de arquitectura. ste es el parecido profundo entre la construccinde barcos y el edificio de la Opera House. Ms all de su imagen y de su cercanafsica.

El propio Crucelaegui ms adelante, en el mismo texto docente dice que enarquitectura naval se piensa en formas tridimensionales, pero la concepcin seexpresa en dibujos en dos dimensiones. Algo que es plenamente compartido pornuestraarquitectura.

La manera de pensar es, pues, lo que iguala el arquitecto al armador y esamanera de pensar toma forma en los dibujos, que en uno y otro son de la mismandole, usan los mismos mecanismos de abstraccin, el mismo tipo de geometra de laconstruccin, y se trata, por tanto, de una geometra constructiva.

Despus de esta incursin en la arquitectura naval aparecen sobre la mesa dosaspectos sutilmente distintos: uno es que los elementos constituidos por superficiescurvas se definen muy fcilmente por la sucesin de secciones distintas y por la ley

que las relaciona, que puede ser la seccin longitudinal. El otro es que esta manera deconcebir los elementos curvos, y por tanto la manera de dibujarlos, es idntica a lamanera en que se construyen.

Comparacin de plano de formas de un barco y plano de formas de un a viga de la plataforma de la pera de Sydney.

Basta poner de lado el plano de formas de un buque cualquiera y el plano deformas que Utzon utiliz para definir la forma de las vigas de la gran explanada deacceso de su edificio en Sydney. Por tanto quiz sea en la construccin donde hayaque buscar la geometra que define las formas arquitectnicas.

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