EL TRANSPORT MARÍTIM

El transport marítim va ser un dels primers mitjans de transport a la història. El motiu d'aquest fet va ser, principalment, la tendència que tenien les poblacions de concentrar-se en les costes o a la vora de les conques fluvials. Amb el pas dels anys, aquelles primitives embarcacions s'han convertit en els potents bucs actuals.

ELS VAIXELLS

PRINCIPALS PARTS DEL VAIXELL

En tot buc hi ha que distingir entre dues parts essencials: l'objecte flotant, que constitueix el casc i la sèrie de veles, màstils i cordatge, que s'anomena aparell.

Els cascos tenen forma de peix. La part davantera es diu proa, i la posterior popa. Mirant cap a la proa, la dreta s'anomena estribord, i l'esquerra, babord. La peça que va de proa a popa, en la part més inferior de la nau i sobre la qual es construeix tot el casc, és la quilla.

CARACTERÍSTIQUES DELS VAIXELLS: FLOTABILITAT, ESTABILITAT I ESTANQUEITAT

Les naus són construccions, l'objectiu de les quals és surar a l'aigua i desplaçar-s'hi amb una certa càrrega. El fet que surin es basa en el Principi d'Arquímides. És una llei física, que estableix que quan un objecte es submergeix total o parcialment en un líquid, aquest experimenta una empenta cap a la superfície igual al pes del líquid desallotjat.

Un objecte flota si la seva densitat mitja es menor que la densitat de l'aigua. Si aquest es submergeix per complet, el pes del aigua que desplaça és major que el seu propi pes i l'objecte es impulsat cap a dalt i cap a fora de l'aigua fins que el pes de l'aigua desplaçada per la part submergida sigui exactament igual al pes de l'objecte flotant.

Pel principi d'Arquímides, els vaixells floten més baixos en l'aigua quan estan molt carregats. A més, si van a navegar en aigua dolça no es poden carregar tant com si van a navegar en aigua salada, ja que l'aigua dolça és menys densa que l'aigua del mar i, per tant, es necessita desplaçar un volum d'aigua major per obtenir l'empenta necessària. Això implica que el vaixell s'enfonsi més.

Per una altra banda, un altre factor que permet que les embarcacions surin a l'aigua és l'estabilitat. És la capacitat d'un buc o embarcació per tornar a la seva posició normal o inicial de repòs en l'aigua desprès de les oscil·lacions provocades per les ones o el vent, i que no rebessin escores superiors a uns 10º.

El moviment transversal de babord a estribord o viceversa s'anomena BALANÇ i el moviment longitudinal de proa a popa CABOTEIG.

BALANÇ CABOTEIG

Tot flotador està sotmès a l'acció de dues forces verticals de sentit oposat, una és el pes del flotador, que per acció de la gravetat actua de dalt a baix i s'aplica en el Centre de gravetat o punt “G”. L'altra força es l'empenta estàtica d'acord amb el principi d'Arquimides, abans esmentat. Quan les dues forces, pes i empenta, estan en la mateixa vertical el flotador queda immòbil i en equilibri.

Suposant que per una força exterior, com pot ésser el vent, s'inclina el cos flotant, el seu centre de gravetat no canvia de posició, doncs només pot moure's quan s'embarquin o traslladin objectes a bord.

L'estabilitat d'una embarcació depèn de la ESTIBA (col·locació) dels pesos, doncs la situació del centre de gravetat és proporcional a la posició que ocupin aquests a bord.

Un buc es denomina dur quan el centre de gravetat es situa a la part baixa, de manera que el braç d'adriçament és major i per tant millor la seva recuperació, mentre que en els bucs que tenen el Centre de Gravetat alt, se'ls denomina tous al recuperar més lentament la seva posició d'equilibri.

L'estabilitat longitudinal depèn de les mateixes forces que la transversal, és a dir, el pes aplicat en G i l'empenta estàtica aplicat al centre geomètric del volum submergit es trobaran en la mateixa vertical si el buc esta en equilibri.

Un altre factor important en la construcció d'un vaixell és la estanqueitat, que consisteix en la prevenció o reparació de fugues a través de les juntes de peces adjacents. En vaixells fets amb taules, aquestes s'impermeabilitzen o calafateen. En canvi, en l'actualitat, el moldejat del casquet evita alguns dels problemes tradicionals.

CLASSIFICACIONS DE LES EMBARCACIONS

SEGONS LA CRONOLOGIA

Des de temps immemorials, l' home ha desenvolupat el tipus de vaixell. Des de temps prehistòrics l'home ha fabricat naus a partir de materials molt simples com ara troncs d'arbres, canyes de bambú, pells d'animals...

6000 o 7000 anys abans de Crist, els egipcis van començar a construir vaixells. Els primers que van desenvolupar van ser els que es construïen a partir de tiges de papir; eren naus molt lleugeres. Les feien servir per pescar. Un altre tipus va ser els vaixells de fusta, formats per taules que formaven l'estructura; necessitaven bastants remers per poder moure'ls. En canvi, podia transportar una gran quantitat de mercaderies. Les dues embarcacions egípcies, gairebé sempre usaren un sistema de desplaçament a vela, a més dels rems.

Més tard, al 2000 aC aproximadament a Fenícia es van començar a construir vaixells, a causa de la seva proximitat amb el mar. Podien ésser comercials i de guerra. Els seus vaixells eren grans i pesats, capaços de resistir forts vents a mar oberta. Aquí, com als vaixells egipcis, s'utilitzaven veles i remers.

Els grecs i romans foren els mes hàbils en la construcció de vaixells. Les naus es construïen unint, la quilla i les taules laterals. La quilla es perllongava en la seva part de proa amb un esperó, i a sobre una roda o branque. Tenien una longitud de vint-i-cinc a trenta metres i eren empeses per 40 remers i una vela quadrada.

Els primers vaixells nòrdics es remunten u uns 3000 anys abans de Crist. Les primeres naus foren piragües de tronc buidat. Desprès unes piragües més lleugeres van evolucionar a els “Drakars”, temuts vaixells que sembraren el terror per les costes atlàntiques.

Un altre gran civilització fou la Xinesa, que van crear el joncs, vaixells grans i molt evolucionats, amb un timó central. El casc esta dividit de forma longitudinal i transversal mitjançant planxes de fusta sòlides, formant així compartiments que proporcionaven rigidesa estructural al vaixell i li protegia dels enfonsaments. Les veles són estretes bandes horitzontals de fil o estora.

Al principi de l'edat mitjana, van aparèixer al mediterrani vaixells amb vela llatina. Era una vela de ganivet, és a dir, alineada amb l'eix longitudinal del casc, l'origen de la qual no és gaire clar.

Durant el segle XVI la carraca , embarcació de sòlida estructura, de tres màstils, dos veles baixes quadrades en els pals trinquet y major, així com una vela llatina en un curt pal. Aquests bucs estaven equipats tan sols amb un armament limitat i es dissenyaven per portar mercaderies.

Al segle XVII el galió va evolucionar, adoptant formes cada cop més importants. Les cobertes es van alçar per evitar els nombrosos abordatges. Així que el galió es va transformar en el navili. Uns dels canvis més significatius van ser: harmonia del casc, més estabilitat, desapareix l'espoli i la popa passa a ser arrodonida, amb motius típics del Renaixement.

El segle XVIII no ofereix grans novetats en l'evolució de les naus.

Al segle XIX, ja es diferencia totalment els bucs de guerra dels mercants. Els vaixells de guerra posseïen cascos molt forts i els mercants eren més lleugers.

A principis del segle XIX arribaren els primers vaixells de vapor. En canvi, els vaixells de vapor destinats a la navegació marítima eren velers proveïts d'un motor.

El canvi fonamental portat a terme al segle XX va ser el definitiu abandonament de la vela en les embarcacions de vapor i l'aparició de cobertes suplementàries per les sales i les millorades cabines dels passatgers. Desprès de la Primera Guerra Mundial, comença la difusió de les màquines a combustible líquid que substitueixen a les antigues de carbó. Al 1961 va travessar l'oceà el primer buc mercant de propulsió atòmica. Per últim, desprès de la segona Guerra Mundial, es creen els primers vaixells que funcionen amb motors diesel.

B)SEGONS EL SEU MITJÀ DE DESPLAÇAMENT

De vela: Aquest mètode va ser utilitzat des de l'any 7000 abans de Crist, aproximadament, i encara perdura en els nostres dies.

De vaixells de vela hi ha de tots tipus: des dels simples vaixells egipcis fets de papir i amb tan sols una vela quadrada fins als més majestuosos velers, fragates, bergantins....Per general, les veles son de forma triangular o rectangular, i acostumen a tallar-se de tal forma que permetin una determinada quantitat d'inflat, que augmenta la seva eficiència aerodinàmica. Les veles rectangulars s'utilitzen gairebé en exclusiva en bucs en fragata, en els que les veles es pengen de les vergues (perxes col·locades horitzontalment i entravessades al pal d'una embarcació per la cara de proa)

Els bucs aparellats de proa a popa utilitzen veles triangulars, amb la vora devantera de la vela unit al mastil i a la vora inferior a la botavara.

La vora inferior de qualsevol tipus de vela s'anomena pujamen. El superior es diu gratil en les veles quadrades i gratil alt en les veles quadrilàteres de ganivet., en les que va agafat a la punta. En les veles quadrades, les vores laterals es diuen caigudes.

En les cangrejes, el costat agafat al mastil s'anomena gratil i la vora lliure, baluma. Les vores de les veles triangulars aparellades de proa a popa s'anomenen gratil, pujamen i baluma. Les cantonades puny de driça, d'escota i d'amura. Els costats també es denominen gratil i baluma; pel primer entra el vent i surt per la baluma.

La majoria de les veles tenen mitjans de reducció de la seva àrea durant temporals. Com a regla general, la recollida es realitza mitjançant un joc de cordes o cordons.

Les veles no solen fabricar-se d'una sola peça, es confeccionen a partir d'un numero de tires de roba que s'uneixen per mitjà de costures llises. Aquesta estructura proporciona resistència al vent i evita deformacions.

PRINCIPALS PARTS D'UN VAIXELL DE VELA

1.Casquet

2.Orsa fixa: peça de ferro molt grossa, que va al fons de la quilla

3.Eix de cua:

4.Arcbotant:Peça que surt fora del buc per sostenir l'hèlix

5.Helix: Aparell format per un eix amb dues, tres o quatre pales de formes diverses fixades radialment a un eix motor el qual serveix per a impulsar les naus.

6.Codast: peça de fusta o de ferro fixada verticalment a l'extrem de la quilla corresponent a la popa i que serveix per a suportar el timó i fixar-hi els extrems de les planxes del buc.

7.Pala de timó

9.Cintó: Vorada de la part exterior de l'orla, per la seva part superior, utilitzada pels remolcadors per a emprar el buc

15.Pescant: Barra de ferro de forma corbada en la seva part exterior, destinada a penjar-hi els bots petits que porten a bord les embarcacions grans

19.Botavara: perxa de fusta o alumini que col·locada horitzontalment en la part baixa del pal, serveix per envergar el costat inferior de les veles.

25.Antena radar

27.llum de coberta

28.Banyera: cavitat que resta al centre o a la popa d'una nau on el patró la governa

30.Roda del timó

31.Bitàcola: caixa situada davant del timó en la qual va la brúixola.

32.Escota major

33.Cabina cambra

40.Mànega de ventilació

41.Anemòmetre

42.Pal major

56.Àncora: aparell de ferro que lligat a l'extrem d'un cable o cadena, es fa baixar fins a tocar el fons de l'aigua, on es clava i impedeix que la nau sigui emportada pel vent o pels corrents.

60.Gatera: Forat de la caixa de cadenes, per on surten aquestes per a sostenir l'ancora

61.Escotilla: cadascuna de les obertures generalment rectangulars practicades a la coberta d'una nau

62.Coberta: plataforma horitzontal que clou el buc d'una nau per la seva part superior

64.Roda: peça de fusta o ferro que arrencant de la punta de la quilla, forma la proa o la popa d'una nau

De vapor: La revolució Industrial del segle XIX, va transformar per complet el mitjà de propulsió ja que el vapor va reemplaçar a la vela. La primera ocasió en la que es va utilitzar el vapor va ser registrada al 1786.

L'inventor Robert Fulton va construir el primer buc de rodes en 1807, que als pocs anys es van estendre. Els bucs eren de fusta, amb rodes accionades per vapor, i portaven màstils i un aparell de barca que s'utilitzava quan el vent era favorable. Les seves dues màquines li subministraven una potencia de 1500 CV i propulsaven el vaixell a uns 9 nusos (16 Km/h). Però l'aplicació del motor a les naus també creava nous problemes. Un dels més importants va ser la major solidesa que havia de tenir el casquet, per a poder sostenir el pes del motor i resistir les seves vibracions. En el període comprès entre 1860 i 1870 l'hèlix va substituir definitivament a la roda en els vaixells mercants.

En canvi, en la marina de guerra, la propulsió a vapor va ser adoptada amb un notable retràs. Això va ser motivat per la creença general que les rodes anaven a ser el punt dèbil de l'embarcació. Per una atra part, les pesades maquines i la carrega de carbó haguessin ocupat un espai considerable. També els casquets de ferro van ser emprats amb retràs. Es creia que la seva reparació era difícil i, en tal cas, una nau avariada en un combat naval quedaria inutilitzada durant un llarg període.

Uns anys més tard es van produir millores en el mecanisme propulsor, com la introducció de la maquina d'expansió múltiple.

Les primeres maquines de vapor marines empraven el principi d'expansió simple, basat en l'entrada i posterior sortida del gas en els cilindres de la caldera. Millorant les calderes i augmentant la pressió del vapor, els armadors van descobrir que podien utilitzar el vapor expulsat d'un cilindre per accionar un altre cilindre de baixa pressió. Aquestes maquines es van anomenar d'expansió doble, que més tard evolucionaren a maquines d'expansió triple, ja que tenien més capacitat.

Uns altres avenços van incorporar al vaixell dues hèlix i més tard, fins a tres o quatre, per minimitzar el perill que podia provocar la deriva.

Ja al 1950, es van desenvolupar plantes d'energia nuclear que proporcionaven vapor per propulsar bucs de guerra i mercants. L'inconvenient d'aquest sistema va ser els alts costos comparats amb els sistemes convencionals

De propulsió mecànica

Dos temps

MOTORS DIESEL Quatre temps

Classificació Dos temps

MOTORS EXPLOSIÓ Quatre temps

A finals del segle XX, es van començar a desenvolupar vaixells a motor de combustió interna.

Els motors de combustió interna, es denominen així, ja que el combustibles necessari pel seu funcionament, es crema dins del mateix motor. Les peces principals del motor són: CULATA, CILINDRE, PISTÓ, BIELA i CIGUENYAL.

El cos principal del motor és el cilindre, que està tancat per la seva banda superior per la culata i dintre d'ell, es troba el pistó, que es mou pel seu interior.

El pistó esta unit a la biela, i en l'altre extrem d'aquesta es troba el ciguenyal.

Si en l'interior del cilindre tenim una mescla explosiva, i aquesta s'inflama, la pressió interior augmenta bruscament i com a resultat d'això, el pistó descen.

El pistó, a través de la biela, transmet el moviment lineal al ciguenyal, que és la peça encarregada de transformar aquest moviment en circular.

D'aquesta forma, per mitjà de l'encès d'un combustible, l'energia calorífica es transforma en treball.

Segons la seva col·locació, podem distingir tres grups: els FORABORDA, INTRA-FORA (I/O), i motor INTERIOR.

Els motors foraborda es caracteritzen per portar tota la instal·lació del motor i transmissió fora del casquet, en el mirall de popa. Per governar el motor, posseeix un eix vertical, que orienta la hèlix cap al costat que ens interessi. Així doncs, les embarcacions que utilitzen aquest motor, no tenen timó.

Els motors intra-fora es caracteritzen per tenir el motor dintre de l'embarcació i la transmissió fora, de manera que el podem considerar com un entremig entre el foraborda i l'interior.

El motor interior, esta totalment instal·lat a l'interior de la nau, excepte l'hèlix. Aquest motor ha de tenir una inclinació adequada (uns 7º) per que l'hèlix treballi en bones condicions.

Aerolliscadors i hovercrafts: el principi de l'aerolliscador consisteix en que el casquet del vaixell s'eleva fora de l'aigua suportat per una espècie d'aletes o esquís.

El hovercraft incorpora un matalàs d'aire, el qual s'expulsa a través de ranures traçades al llarg de circumferències situades a baix del casquet. Als seus orígens, el seu sistema de propulsió era de motor amb turbina de gas.

Propulsió nuclear: en 1959 va ser construït el primer vaixell mercant nuclear, el Savannah. Una petita càrrega d'urani li donà una autonomia de tres anys. Els seus20000 c/v li proporcionaren una velocitat de 20,5 nusos.

SEGONS LA SEVA FUNCIÓ

De mercaderies: els vaixells mercants es divideixen en vaixells de passatgers, carregadors i bucs cisterna.

Els vaixells de passatgers mes grans i elegants son els famosos transatlàntics que competien en tamany, equipaments i velocitat. El tamany d'aquests vaixells, amb un pes d'entre 45000 i 75000 tones i una eslora d'uns 300 metres, són uns dels més grans. Actualment aquest tipus de vaixells només s'utilitzen per creuers.

Els carregadors transporten productes envasats, càrrega normalitzada i quantitats limitades de cereals, minerals i líquids com el làtex o olis comestibles.

Els vaixells contenidors van marcar la pauta del canvi tecnològic en el transport de la càrrega. Aquests vaixells altament especialitzats poden descarregar i carregar en un sol dia

Els bucs cisterna estan especialment dissenyats per transportar càrregues líquides, generalment petroli. Els superpetrolers tenen nombrosos compartiments i arriben a pesar el milió de tones; malgrat el seu gran tamany, la seva construcció és senzilla i també el seu maneig. Un problema important amb els petrolers gegants és el greu dany ecològic que pot provocar en abocar enormes quantitats de petroli al mar.

Uns altres bucs cisterna transporten gas natural liquat, productes químics líquids, vi, melassa (líquid que s'obté de la fabricació del sucre) o productes refrigerats.

De guerra: son naus construïdes per realitzar diferents operacions en la guerra naval. Les forces navals modernes s'integren d'una gran varietat de vaixells cada cop més especialitzats. Encara que les flotes de les super-potències han evolucionat a partir d'antigues tradicions que arriben als dies de la vela i el rem, el paper actual de la marina és molt diferent.

De recreo: els primers navegants d'embarcacions de recreo van ser els pertanyents a les classes privilegiades de les antigues civilitzacions d'Egipte, Xina, Grècia i Roma.

La navegació amb iots va viure una autèntica revolució al segle XIX amb l'aparició de diversos tipus d'embarcacions propulsades amb motor.

La vela es va anar transformant gradualment amb el desenvolupament de la classe única, i van atraure a milers d'entusiastes de la vela.

Pesquers: son embarcacions emprades en la pesca comercial. En general, son petits: acostumen a tenir menys de 18 m d'eslora. Les flotes pesqueres de les nacions industrialitzades a vegades inclouen vaixells de major longitud, però son els petits vaixells els que representen la major inversió per les indústries pesqueres de la majoria de les nacions.

ELS SUBMARINS

La navegació submarina també es basa en el principi d'Arquimides. Per que un buc navegui submergit, es necessari que el seu pes s'iguali al del volum d'aigua que desallotja. Augmentant aquest pes, el submarí es submergeix; disminuint-lo, puja a la superfície. Això s'aconsegueix omplint o buidant uns depòsits amb aigua, els water-ballasts, que porta el buc en cada un dels seus costats.

Un dels primers submarins va ser Un vaixell amb rems fet de fusta i cobert de cuir. Va ser construït a Anglaterra al 1620 per l'holandès Cornelis Drebbel. El vaixell posseïa uns tubs d'aire mantinguts a la superfície mitjançant flotadors per assegurar el subministrament necessari d'oxigen al vaixell mentre es trobava a sota de l'aigua ja que les seves immersions duraven algunes hores.

Fins a l'any 1861, els submarins van anar evolucionant poc a poc fins que aquest any va aparèixer l'Ictinio, un submarí de Narcís Monturiol, que es desplaçava gràcies a un motor de carbó i que va suposar un gran desenvolupament en el món dels submarins.

El primer submarí realment pràctic, amb una font d'energia eficient, va ésser el creat per John Philip Holland, qui va utilitzar un sistema de propulsió dual. Disposava d'un motor de gasolina per moure's a la superfície i d'un motor elèctric per fer-ho sota l'aigua.

El submarí modern és un recinte estanc, amb el casquet soldat i amb forma cilíndrica amb els extrems convexos. Una cambra interior anomenada casquet presuritzat, dissenyat per a suportar les enormes pressions de les grans profunditats oceàniques, ocupa gairebé tot l'espai.