¿Cómo se pesan los buques durante su construcción?

Todos los procedimientos de proyectar buques, para establecer las dimensiones principales del barco, precisan conocer el desplazamiento del buque; por tanto, una de las primeras tareas que se le presentan al ingeniero naval es la del cálculo del desplazamiento (peso) del buque, que como ya se sabe, por el principio de Arquímedes es igual al peso del agua que desplaza (de lo contrario los buques volarían o se hundirían). Por lo tanto, es necesario pesar el buque durante y al final de la construcción, pero ¿cómo se pesan los buques? Hoy desvelaré el cómo se irá pesando el barco.

Para calcular el desplazamiento inicial, se debe partir de información de un buque similar, y según se disponga o no de un buque base, pueden existir dos itinerarios para llegar al final del proceso (o bien una combinación de ambos). Si no se dispone de buque base, se debe proceder por el método directo, es decir, se calcularán directamente los pesos que componen el buque; y en el otro caso se pueden utilizar alternativas de ecuaciones de desplazamiento.

El peso o desplazamiento del buque DES, se ha venido descomponiendo tradicionalmente en dos partidas principales, peso muerto, PM, y peso en rosca, PR, Consecuentemente se verifica siempre la igualdad:

DES= PM+PR

El peso en rosca se define como la suma de todos los pesos del buque, una vez que este está listo para navegar. Se excluyen carga, pasaje, tripulación, pertrechos y consumos, pero se incluyen los fluidos en equipos y en tuberías. Dicho de una forma fácil, y con muchas reservas, sería como todo aquello que no se caería del barco si lo volcáramos y lo pusiéramos boca abajo.

El peso muerto suele ser un dato del proyecto, o al menos así lo serán la carga útil y la autonomía. Esto quiere decir que la incertidumbre respecto a esta partida del desplazamiento se puede considerar nula. No sucede lo mismo con la otra partida, el peso en rosca, que no se conoce exactamente hasta la puesta a flote del buque. Es precisamente la realización de la experiencia de estabilidad la que proporcionará su valor exacto, así como la situación exacta del centro de gravedad. Sin embargo, a medida que se progresa en la definición del proyecto se pueden calcular con mayor precisión.

 Peso muerto

En la mayoría de los casos, el peso muerto es un dato de proyecto. Aunque a veces, si sólo se conoce la carga útil, debe calcularse el resto de las partidas que componen el peso muerto. Las distintas partidas que integran el peso muerto se pueden descomponer en:

• Carga útil.
• Consumos.
• Tripulación y pasaje.
• Pertrechos.

Los centros de gravedad son fácilmente calculables teniendo en cuenta los centros de gravedad específicos de los espacios donde se ubican.

 Peso en rosca

El cálculo del peso en rosca es una de las mayores dificultades con las que se enfrenta el ingeniero naval. No sólo supone un riesgo técnico, sino que también implica un riesgo económico; pues el peso muerto suele ser una característica contractual sujeta a penalizaciones.

El peso y la posición del centro de gravedad del buque en rosca no se conocen exactamente hasta su puesta a flote, y es la realización de la experiencia de estabilidad, como ya he comentado, la que proporciona definitivamente estos valores. No obstante, si se tiene en cuenta que la elaboración del proyecto sigue un proceso iterativo, a medida que se progresa en la definición del buque se puede, y se debe, calcular el peso en rosca con mayor precisión.

Control de pesos en buques de guerra

El control de pesos, proceso que inicia en el momento de la firma de la orden de ejecución del buque, engloba a toda acción encaminada a asegurar que los pesos que componen el barco y sus momentos sean los adecuados para obtener los valores del desplazamiento, centro de gravedad, asiento y escora previstos en el proyecto, los cuales garantizarán al buque unas características de resistencia estructural, estabilidad y comportamiento en la mar satisfactorios.

El plan de control de pesos establece el procedimiento para poder contar, con suficiente antelación, con una previsión del desplazamiento final del buque, con el fin de tomar medidas correctoras, en caso de que fuesen necesarias, que no impacten de forma grave en la construcción de este.

Metodología de trabajo

El Contratista, además de presentar a la Armada la Estimación de Pesos del Contratista durante los nueve meses posteriores a la firma de la orden de ejecución, y al mismo tiempo remitir el Plan de Control de Pesos, debe efectuar un control continuo de pesos durante el proyecto de detalle y la construcción del barco. También debe preparar y enviar para aprobación de la Armada, informes trimestrales o cuatrimestrales de pesos, según se acuerde.

Peso estimado

Se consideran estimadas todas las partidas de pesos y coordenadas del centro de gravedad obtenidas con anterioridad al desarrollo y pesado de los planos.

Peso calculado

Los pesos resultantes del cálculo efectuado sobre los planos o procedentes de datos de materiales de catálogos de alta fiabilidad, se consideran pesos calculados; mientras que los datos proporcionados por fabricantes no se clasificarán como calculados, sino como estimados, hasta que puedan pesarse en el Astillero.

Peso de báscula

Es el obtenido por pesada real del elemento en báscula o dinamómetro. En el libro de pesos se sustituye el peso calculado por el peso de báscula, siempre que esté disponible, para mayor fiabilidad de este.

Porcentaje de actualización

Es la relación de la suma de los pesos calculados y de báscula respecto al peso total:

% Actualización = (Peso calculado + Peso báscula) /Peso total

Márgenes de construcción

Estos márgenes se establecen para compensar un incremento del peso y KG (altura de c. de g.) del buque en rosca desde los estudios conceptuales hasta la entrega del buque.

Conclusiones

El peso del buque, es decir, su desplazamiento, es un dato vital en el proyecto del buque, que debe coincidir con el peso real del barco una vez construido, teniendo en cuenta los márgenes analizados en este artículo. Y para ello se debe realizar un estudio exhaustivo del mismo, durante toda su construcción, para que no haya desagradables sorpresas, cuando el proceso esté muy avanzado, y ya sea muy dificultosa la marcha atrás.

El partir de un buen buque base, con capacidad similar a la que se exija en el proyecto, será un buen punto de partida, para llegar a un producto final adecuado.

La fragata F105 Cristobal Colón es un buen ejemplo de demostración de que, realizando un buen control de pesos, se puede llegar al producto adecuado con unos márgenes de construcción inferiores a los que se habían adoptado tradicionalmente, con el consecuente ahorro.

Para aquellos que estén interesados en ampliar la información de esta semana les recomiendo la lectura de mi artículo publicado en la Revista General de Marina de julio 2015, titulado: “CONTROL DE PESOS DURANTE LA CONSTRUCCIÓN DE BUQUES”

¡Hasta dentro de dos viernes!