Sustitución de la madera por el hierro:
A través de modificaciones cada vez más complejas y perfeccionadas, las naves a vela dominaron los mares hasta la invención de los buques a vapor, a principios del siglo XIX. Durante todo ese tiempo, los principios básicos de la construcción naval variaron relativamente poco aunque sí mejoraron los materiales y las técnicas. A mediados del siglo XIX se inició la construcción mixta madera-hierro que permitió un considerable aumento del tamaño de los buques y la aparición del modelo clíper, largo y esbelto, con una proa estrecha y prominente. Importantes cambios de estructura sustituyeron a las proas macizas y formas más robustas del pasado. Las primeras naves de hierro aparecieron en 1790 y las primeras de acero soldado hacia 1880. La superior fortaleza y homogeneidad del hierro y la posibilidad de ensamblarlo eficazmente desplazaron a la madera del puesto primordial que ocupaba en la construcción naval.

La propulsión a vapor (1787):
En 1787 John Finch hizo funcionar un barco accionado por vapor. Fulton realiza 20 años más tarde, a bordo del Clermont el primer viaje de Nueva York a Albany, con un recorrido de unos 240 km. John Stevens dio un notable impulso a la técnica de construcción naval al establecer en 1804 algunos principios fundamentales para los buques de vapor. Las primeras naves de vapor utilizaban vapor a baja presión, producido en una caldera donde ardía carbón o leña. El vapor entraba en un único cilindro, donde se expandía y hacía girar el árbol que, a su vez, accionaba la hélice.

La turbina (1884):
El británico Charles Parsons construyó por primera vez una turbina para la propulsión naval pero tenía el problema de que hacía girar la hélice a una velocidad peligrosa. En 1910 se consiguieron transmisiones capaces de disminuir la velocidad de la hélice, posibilitando la utilización de la turbina como fuente de energía.

A principios del siglo XX se desarrolló el motor diesel marino, y los nuevos trasatlánticos gigantes cubrían las rutas del Atlántico y del Pacífico. El cierre al tráfico del Canal de Suez (1967-1975) motivó la construcción de grandes superpetroleros que debían rodear Africa doblando el cabo de Buena Esperanza.

La Hélice:
Patentada en 1836 por el ingeniero de origen sueco John Ericson. Las palas de las hélices giran alrededor del eje de un árbol de transmisión casi horizontal, de forma que la potencia se utiliza continuamente. Estas palas están dispuestas según un determinado ángulo de incidencia respecto al agua, de manera que impulsan la nave hacia delante con un movimiento semejante al de un tornillo. Completamente sumergida y no sujeta a la influencia de las olas y de los movimientos de la nave, proporciona un empuje regular en todas las circunstancias. Las hélices pueden estar formadas por dos, tres, cuatro o más palas, según el tipo de embarcación al que vayan destinadas. Las naves grandes tienen a menudo dos hélices o incluso cuatro que aumentan la velocidad y maniobrabilidad. Los transbordadores van provistos de un conjuto de hélices a cada extremo con lo que se elimina la necesidad de tener que virar para invertir la dirección de navegación.

Sustitución de la rueda de paletas (s.XIX):
Su anterior medio de propulsión, la rueda de paletas, presentaba serios inconvenientes en alta mar. Impulsaba la nave con un movimiento discontinuo análogo al de los remos. Eran grandes y pesadas. Por la acción del oleaje y particularmente con el tiempo ventoso, el balanceo de la nave dejaba a veces la rueda del lado de barlovento completamente fuera del agua, haciendo difícil el gobierno de la nave y sometiendo a esfuerzos peligrosos a la rueda, a la nave y al motor. Durante un cierto tiempo ambos sistemas de propulsión estuvieron en competencia. A comienzos de la propulsión a vapor la rueda de paletas tenía muchos defensores porque permitía utilizar mayor potencia. Las líneas de los primeros buques propulsados por ruedas de paletas con casco de madera variaron poco respecto a los veleros. La cubierta siguió siendo corrida (flush deck) y se conservaron palos y velas para incrementar la propulsión con viento favorable, y como medio alternativo en caso de fallo de máquina. En 1845 el Almirantazgo Británico realizó una prueba de remolque entre dos naves análogas en dimensiones y potencia que fue ganada por la hélice al ser más eficaz a bajas velocidades. Las grandes potencias disponibles aun a baja velocidad hacían de la hélice el medio de propulsión más apropiado para las distintas maniobras incluidas las de atraque en puerto.

Nuevas formas para los barcos de hélice (s.XIX):
Con la hélice y los cascos de hierro, la imagen de los vapores comenzó a cambiar, aunque en principio siguieran conservando la arboladura. Los palos solían ser muy altos y caídos hacia popa. La proa de violín fue muy característica de los vapores del siglo XIX, especiamente de aquellos dedicados al transporte de pasajeros. Del tipo awning deck, en opinión de Baistrocci, se hicieron algunas variaciones; de entre ellas anotamos un tipo de barco mercante muy característico, que se empleó fundamentalmente en el tráfico tramp, nos referimos al conocido como tres islas o three island, que tenía castillo a proa, puente o alcázar en el centro y toldilla a popa. Otros como el de cubierta con pozo well deck, tenían un pozo o rebaje en la cubierta superior, a la altura de la bodega del 1. Un tipo de vapor muy curioso fue el turret deck, que tenía los costados curvados hacia adentro, subiendo verticalmente hasta una estrecha cubierta en la que se encontraban las escotillas. Con este diseño se pretendía evitar los corrimientos de las cargas a granel. (Ricardo Arroyo)

Construcción naval. La estructura del casco:
Las partes principales de la estructura del casco de un buque y sus funciones son las siguientes:

1. Entramado de refuerzo estructural, del que se distinguen dos sistemas típicos: estructura transversal y estructura longitudinal, construyéndose con frecuencia estructuras mixtas. El primero, típico de los buques con dos o más cubiertas que le confieren resistencia longitudinal, sigue el sistema tradicional de construcción. Desde la "quilla", viga metálica continua situada en el eje longitudinal del fondo del buque que va desde el codaste a la roda, parten hacia ambos costados vigas transversales horizontales llamadas "varengas continuas" que llegan hasta los "pantoques", donde se unen a las "cuadernas" o costillares verticales de los costados por medio de "consolas de pantoque" o "pies de cuaderna". Las varengas continuas van unidas entre sí por "vagras intercostales" paralelas a la quilla. En el sistema longitudinal, propio de petroleros y, en general, de buques con una sola cubierta, las "vagras continuas" longitudinales y paralelas a la quilla se enlazan a ésta y entre sí por medio de "varengas discontinuas". Sobre las varengas extremas o de pantoque se apoyan las "bulárcamas" o costillares verticales de los costados, unidos entre sí longitudinalmente por medio de "palmejares".
2. Planchas del casco y chapas del forro, que no sólo aíslan el barco del agua, sino que contribuyen a la resistencia del casco, igual que los forros o pisos de cubierta. Las chapas del casco se disponen longitudinalmente de proa a popa, formando "tracas" o hiladas. Las chapas inmediatamente adyacentes a la quilla en ambos lados se llaman "tracas de aparadura", las que forman la curva que enlaza el fondo con los costados verticales se llaman "tracas de pantoque" y las que quedan a la altura de las cubiertas sirviendo de apoyo a los trancaniles de éstas se llaman "tracas de cinta".

3. Cubiertas o puentes, formados por chapas dispuestas de proa a popa en planos horizontales. La "cubierta superior" cierra la parte superior del casco y las demás dividen el interior en espacios denominados "entrepuentes". Las chapas extremas de cada banda se llaman "trancaniles". Las cubiertas están reforzadas por los "baos", vigas que van de babor a estribor apoyándose en las cuadernas por medio de "consolas de baos". Las cubiertas suelen estar "arrufadas", es decir, curvadas en forma que presenten mayor altura por la proa y por la popa que por el centro. También presentan curvatura en sentido transversal, siendo más bajas a babor y a estribor que en el centro. Esta curvatura llamada "brusca de los baos" facilita la evacuación del agua que caiga sobre cubierta.

4. Mamparos, o tabiques de chapas verticales y planas que subdividen longitudinal y transversalmente el espacio interno del buque, contribuyen a la resistencia estructural y, si son estancos, limitan las inundaciones en caso de colisión.

5. Doble fondo, o piso inferior del buque, formado por hiladas de chapas sobre las varengas y las vagras, sobre el cual se sitúa la maquinaria propulsora, ofrece protección al buque en caso de varada y debajo del cual se sitúan las sentinas y los tanques de lastre y de almacenamiento.

6. Codaste y roda. El primero, unido al extremo de popa de la quilla, está construido en acero moldeado, por lo general en una sola pieza, aunque en los grandes buques puede estar dividido en dos o tres trozos, y soporta el extremo del árbol de la hélice, la charnela del timón y la estructura de popa. La roda es un perfil de acero laminado al cual confluyen las chapas del casco formando el ángulo de la proa. (A.Jenaro Garrido)

► En la década de 1970 era de uso generalizado en los astilleros inspeccionar las soldaduras con instrumentos de ultrasonido que detectaban grietas de dimensiones peligrosas. Ondas con la frecuencia adecuada rebotan al encontrar materiales de diferente densidad e impedancia de onda, capas límite que se encuentran en cavidades y fisuras. Los mismos instrumentos sirven para medir el grosor y dureza de un material o el caudal de una tubería. Ondas generadas por transductores también son empleadas en la limpieza de la superficie de cascos. Carl Hellmuth Hertz introdujo el uso de la ecografía en la medicina inspeccionando su propio corazón con un instrumento utilizado en los astilleros de Malmö para detectar grietas en estructuras metálicas.

Construcción naval: Madera | Principios físicos: Flotabilidad, estabilidad | Especiales | Submarinos nucleares