Un barco es una embarcación de gran tamaño que navega por los océanos y otras vías navegables del mundo , transportando carga o pasajeros, o en apoyo de misiones especializadas, como defensa, investigación y pesca. Los barcos se distinguen generalmente de las embarcaciones , en función del tamaño, la forma, la capacidad de carga y el propósito. Los barcos han apoyado la exploración , el comercio , la guerra , la migración , la colonización y la ciencia . El transporte marítimo es responsable de la mayor parte del comercio mundial.
La palabra barco ha significado, dependiendo de la época y el contexto, ya sea simplemente un gran buque o específicamente un velero con aparejo de barco, con tres o más mástiles, cada uno de ellos de aparejo cuadrado .
En 2016, había más de 49.000 buques mercantes , con un total de casi 1.800 millones de toneladas de peso muerto . De estos, el 28% eran petroleros , el 43% eran graneleros y el 13% eran portacontenedores . [1]
La evidencia histórica más antigua de barcos se encuentra en Egipto durante el cuarto milenio a. C. [2]
Los barcos suelen ser más grandes que los botes, pero no hay una distinción universalmente aceptada entre los dos. Los barcos generalmente pueden permanecer en el mar durante períodos de tiempo más largos que los botes. [3] Una definición legal de barco de la jurisprudencia india es un buque que transporta mercancías por mar. [4] Una noción común es que un barco puede transportar un bote, pero no al revés . [5] Es probable que un barco tenga una tripulación de tiempo completo asignada. [6] Una regla general de la Marina de los EE. UU. es que los barcos se inclinan hacia el exterior de un giro brusco, mientras que los barcos se inclinan hacia el interior [7] debido a la ubicación relativa del centro de masa versus el centro de flotabilidad . [8] [9] La ley marítima estadounidense y británica del siglo XIX distinguía a los "buques" de otras embarcaciones; los barcos y los botes caen en una categoría legal, mientras que los botes abiertos y las balsas no se consideran buques. [10]
En particular, en la era de la vela , la palabra barco podía aplicarse en general a un buque de navegación marítima o en particular a un barco de vela de aparejo completo con tres o más mástiles , todos de aparejo cuadrado. Otros aparejos en los buques de navegación marítima incluían bergantín , barca y goleta . [11] : 8 [12] : 2 [13] : 222
Algunos buques de gran tamaño se denominan tradicionalmente barcos , en particular los submarinos . [14] Otros incluyen cargueros de los Grandes Lagos , barcos fluviales y transbordadores , que pueden estar diseñados para operar en aguas interiores o costeras protegidas. [10]
En la mayoría de las tradiciones marítimas, los barcos tienen nombres individuales , y los barcos modernos pueden pertenecer a una clase de barco que a menudo recibe el nombre de su primer barco.
En muchos documentos, el nombre del barco se introduce con un prefijo que es una abreviatura de la clase del barco, por ejemplo "MS" (barco de motor) o "SV" (barco de vela), lo que hace más fácil distinguir un nombre de barco de otros nombres individuales en un texto.
"Barco" (junto con "nación") es una palabra inglesa que ha conservado un género gramatical femenino en algunos usos, lo que permite que a veces se la mencione como "ella" sin ser de género natural femenino . [15]
Durante la mayor parte de la historia, el transporte por barco (siempre que exista una ruta viable) ha sido generalmente más barato, más seguro y más rápido que hacer el mismo trayecto por tierra. Solo la llegada del ferrocarril a mediados del siglo XIX y el crecimiento de la aviación comercial en la segunda mitad del siglo XX han cambiado este principio. Esto se aplica igualmente a las travesías marítimas, los viajes costeros y el uso de ríos y lagos.
Entre los ejemplos de las consecuencias de esto se incluye el gran comercio de cereales en el Mediterráneo durante el período clásico . Ciudades como Roma dependían totalmente del transporte de las grandes cantidades de cereales que necesitaban mediante barcos de vela o de tracción humana (remos). Se ha estimado que costaba menos para un barco de vela del Imperio romano transportar cereales a lo largo del Mediterráneo que mover la misma cantidad a lo largo de 24 kilómetros por carretera. Roma consumía unas 150.000 toneladas de cereales egipcios cada año durante los tres primeros siglos d. C. [16] : 297 [17] : cap. 2 [18] : 147 [a]
Hasta hace poco, generalmente se pensaba que un barco representaba la representación más avanzada de la tecnología que cualquier sociedad podía lograr. [17] : cap 1
Los primeros testimonios de barcos en el transporte marítimo en Mesopotamia son modelos de barcos , que datan del cuarto milenio a. C. En textos arcaicos de Uruk , Sumer , se atestigua el ideograma para "barco", pero en las inscripciones de los reyes de Lagash , los barcos se mencionaron por primera vez en relación con el comercio marítimo y la guerra naval alrededor del 2500-2350 a. C. [ cita requerida ]
Los pueblos austronesios se originaron en lo que hoy es Taiwán . Desde aquí, participaron en la expansión austronesia . Su tecnología marítima distintiva fue parte integral de este movimiento e incluyó catamaranes y estabilizadores . Se ha deducido que tenían velas algún tiempo antes del 2000 a. C. [20] : 144 Sus velas de pinza de cangrejo les permitieron navegar grandes distancias en mar abierto. Desde Taiwán, colonizaron rápidamente las islas del sudeste asiático marítimo , luego navegaron más allá hasta Micronesia , la Melanesia insular , Polinesia y Madagascar , y finalmente colonizaron un territorio que abarcaba la mitad del globo. [21] [22]
Las velas austronesias se hacían con hojas tejidas, generalmente de plantas pandan . [23] [24] Estas velas se complementaban con remeros, que generalmente se posicionaban en plataformas sobre los estabilizadores de los barcos más grandes. [21] [25] Los barcos austronesios variaban en complejidad desde simples canoas con estabilizadores o atadas entre sí hasta grandes barcos construidos con tablones con clavijas en los bordes construidos alrededor de una quilla hecha a partir de una canoa. Sus diseños eran únicos, evolucionando desde las antiguas balsas hasta los diseños característicos de doble casco, estabilizador simple y estabilizador doble de los barcos austronesios. [22] [25]
Los primeros navegantes austronesios influyeron en el desarrollo de las tecnologías de navegación en Sri Lanka y el sur de la India a través de la red comercial marítima austronesia del océano Índico , precursora de la ruta comercial de las especias y la ruta marítima de la seda , que se estableció alrededor de 1500 a. C. [26] También se cree que los aparejos de chatarra de los barcos chinos se desarrollaron a partir de velas inclinadas . [27] : 612–613 [28]
En el siglo II d. C., los habitantes del archipiélago indonesio ya construían grandes barcos de más de 50 m de largo y que sobresalían del agua entre 4 y 7 m. Podían transportar entre 600 y 1000 personas y entre 250 y 1000 toneladas de carga. Estos barcos eran conocidos como kunlun bo o k'unlun po (崑崙舶, literalmente "barco del pueblo Kunlun ") por los chinos, y kolandiaphonta por los griegos. Tenían entre 4 y 7 mástiles y podían navegar contra el viento gracias al uso de velas tanja . Es posible que estos barcos llegaran hasta Ghana . [29] : 41 [30] : 262 [31] : 347 En el siglo XI, se registró un nuevo tipo de barco llamado djong o jong en Java y Bali . [32] : 222, 230, 267 [33] : 82 Este tipo de barco se construía utilizando clavijas de madera y clavos de madera, a diferencia del kunlun bo que utilizaba fibras vegetales para las amarras. [34] : 138
En China, los modelos en miniatura de barcos que cuentan con remos de dirección se han datado en el período de los Reinos Combatientes (c. 475-221 a. C.). [35] Para la dinastía Han , una flota naval bien mantenida era una parte integral del ejército. Los timones montados en el codaste comenzaron a aparecer en los modelos de barcos chinos a partir del siglo I d. C. [35] Sin embargo, estos primeros barcos chinos eran fluviales (fluviales) y no estaban en condiciones de navegar. [36] : 20 [37] Los chinos solo adquirieron tecnologías de barcos marítimos en la dinastía Song del siglo X d. C. después del contacto con los barcos mercantes k'un-lun po del sudeste asiático , lo que llevó al desarrollo de los juncos . [28] [36] : 20–21
La evidencia histórica más antigua de barcos se encuentra en Egipto durante el cuarto milenio a. C. [2] El historiador y geógrafo griego Agatárquides había documentado la navegación entre los primeros egipcios : "Durante el período próspero del Imperio Antiguo , entre los siglos 30 y 25 a. C. , las rutas fluviales se mantuvieron en orden y los barcos egipcios navegaron por el Mar Rojo hasta el país de la mirra ". [38] El antiguo barco de madera de cedro de Sneferu , Elogio de las Dos Tierras, es la primera referencia registrada (2613 a. C.) a un barco al que se hace referencia por su nombre. [39]
Los antiguos egipcios se sentían perfectamente cómodos construyendo barcos de vela. Un ejemplo notable de sus habilidades en la construcción naval fue el barco de Keops , una embarcación de 44 metros de largo enterrada al pie de la Gran Pirámide de Giza alrededor del año 2500 a. C. y encontrada intacta en 1954.
El casco de barco de navegación más antiguo descubierto es el naufragio de Uluburun, de la Edad de Bronce Final , frente a las costas de Turquía, que data del año 1300 a. C. [40]
Hacia el año 1200 a. C., los fenicios construían grandes barcos mercantes. En la historia marítima mundial, afirma Richard Woodman, se los reconoce como "los primeros navegantes auténticos, fundadores del arte del pilotaje, el cabotaje y la navegación" y los arquitectos del "primer barco auténtico, construido con tablones, capaz de transportar una carga de peso muerto y de navegar y gobernarse". [41]
En esta época, los barcos se estaban desarrollando en Asia de la misma manera que en Europa. [ ¿según quién? ] Japón utilizó técnicas navales defensivas en las invasiones mongolas de Japón en 1281. Es probable que los mongoles de la época aprovecharan las técnicas de construcción naval tanto europeas como asiáticas. [ ¿según quién? ] Durante el siglo XV, la dinastía Ming de China reunió una de las flotas navales más grandes y poderosas del mundo para los viajes diplomáticos y de proyección de poder de Zheng He . En otras partes de Japón en el siglo XV, también se desarrolló uno de los primeros acorazados del mundo, "Tekkōsen" (鉄甲船), que literalmente significa "barcos de hierro", [42] . En Japón, durante la era Sengoku del siglo XV al siglo XVII, la gran lucha por la supremacía feudal se libró, en parte, por flotas costeras de varios cientos de barcos, incluido el atakebune . En Corea, a principios del siglo XV, durante la era Joseon , se desarrolló el " Geobukseon " (거북선).
El imperio de Majapahit utilizaba grandes barcos llamados jong , construidos en el norte de Java, para transportar tropas al extranjero. [43] : 115 Los jongs eran barcos de transporte que podían transportar entre 100 y 2000 toneladas de carga y entre 50 y 1000 personas, de 28,99 a 88,56 metros de largo. [44] : 60–62 Se desconoce el número exacto de jong desplegados por Majapahit, pero el mayor número de jong desplegados en una expedición fue de unos 400 jongs, cuando Majapahit atacó Pasai, en 1350. [45]
Varias civilizaciones se convirtieron en potencias marítimas, como las repúblicas marítimas de Génova y Venecia , la Liga Hanseática y la armada bizantina . Los vikingos utilizaron sus knarrs para explorar América del Norte , comerciar en el mar Báltico y saquear muchas de las regiones costeras de Europa occidental.
A finales del siglo XIV, navíos como la carraca empezaron a desarrollar torres en proa y popa. Estas torres reducían la estabilidad del navío y en el siglo XV se generalizó la carabela , diseñada por los portugueses a partir del qarib árabe [ cita requerida ] que podía navegar más cerca del viento. Las torres fueron sustituidas paulatinamente por el castillo de proa y el castillo de popa , como en la carraca Santa María de Cristóbal Colón . Este aumento del francobordo permitió otra innovación: el puerto franco , y la artillería asociada a él.
La carraca se desarrolló en Portugal , la Corona de Castilla y la Corona de Aragón , luego la carabela se desarrolló en Portugal y el galeón se desarrolló en España . Después de Colón, la exploración europea se aceleró rápidamente y se establecieron muchas nuevas rutas comerciales. [46] En 1498, al llegar a la India , Vasco da Gama demostró que era posible acceder al océano Índico desde el Atlántico . Estas exploraciones en los océanos Atlántico e Índico pronto fueron seguidas por Francia , Inglaterra y los Países Bajos , que exploraron las rutas comerciales portuguesas y españolas hacia el océano Pacífico , llegando a Australia en 1606 y Nueva Zelanda en 1642. [47] Después del siglo XV, los nuevos cultivos que habían llegado desde y hacia las Américas a través de los navegantes europeos contribuyeron significativamente al crecimiento de la población mundial . [48]
Paralelamente al desarrollo de los buques de guerra, en el periodo comprendido entre la Antigüedad y el Renacimiento también se desarrollaron los barcos al servicio de la pesca marítima y del comercio.
El comercio marítimo fue impulsado por el desarrollo de compañías navieras con importantes recursos financieros. Las barcazas de canal, remolcadas por animales de tiro en un camino de sirga adyacente , compitieron con el ferrocarril hasta los primeros días de la Revolución Industrial y más allá de ellos. Las barcazas de fondo plano y flexibles también se utilizaron ampliamente para transportar cargas pequeñas. El comercio mercantil iba de la mano con la exploración, autofinanciada por los beneficios comerciales de la exploración.
Durante la primera mitad del siglo XVIII, la Marina francesa comenzó a desarrollar un nuevo tipo de buque conocido como navío de línea , con setenta y cuatro cañones. Este tipo de barco se convirtió en la columna vertebral de todas las flotas de combate europeas. Estos barcos tenían 56 metros (184 pies) de largo y su construcción requería 2.800 robles y 40 kilómetros (25 millas) de cuerda; transportaban una tripulación de unos 800 marineros y soldados.
Durante el siglo XIX, la Marina Real Británica impuso una prohibición del comercio de esclavos , actuó para suprimir la piratería y continuó cartografiando el mundo. Un clipper era un barco de vela muy rápido del siglo XIX. Las rutas de clipper cayeron en desuso comercial con la introducción de barcos de vapor con mejor eficiencia de combustible y la apertura de los canales de Suez y Panamá .
Los diseños de los barcos se mantuvieron prácticamente inalterados hasta finales del siglo XIX. La revolución industrial, los nuevos métodos mecánicos de propulsión y la capacidad de construir barcos de metal desencadenaron una explosión en el diseño de barcos. Factores como la búsqueda de barcos más eficientes, el fin de los conflictos marítimos prolongados y derrochadores y la mayor capacidad financiera de las potencias industriales crearon una avalancha de barcos y embarcaciones más especializados. También empezaron a aparecer barcos construidos para funciones completamente nuevas, como la lucha contra incendios, el rescate y la investigación.
En 2019, la flota mundial incluía 51.684 buques comerciales con un tonelaje bruto de más de 1.000 toneladas , totalizando 1.960 millones de toneladas. [50] Dichos barcos transportaron 11.000 millones de toneladas de carga en 2018, una suma que creció un 2,7% respecto al año anterior. [51] En términos de tonelaje, el 29% de los barcos eran petroleros , el 43% graneleros , el 13% portacontenedores y el 15% otros tipos. [52]
En 2008, había 1.240 buques de guerra en funcionamiento en el mundo, sin contar los buques pequeños como las lanchas patrulleras . Estados Unidos contabilizó 3 millones de toneladas de estos buques, Rusia 1,35 millones de toneladas, Reino Unido 504.660 toneladas y China 402.830 toneladas. El siglo XX fue testigo de muchos enfrentamientos navales durante las dos guerras mundiales , la Guerra Fría y el ascenso al poder de las fuerzas navales de los dos bloques. Las principales potencias mundiales han utilizado recientemente su poder naval en casos como el del Reino Unido en las Islas Malvinas y los Estados Unidos en Irak .
El tamaño de la flota pesquera mundial es más difícil de estimar. Las más grandes se consideran embarcaciones comerciales, pero las más pequeñas son legión. Se pueden encontrar embarcaciones pesqueras en la mayoría de los pueblos costeros del mundo. En 2004, la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura estimó que había 4 millones de embarcaciones pesqueras operando en todo el mundo. [53] El mismo estudio estimó que los 29 millones de pescadores del mundo [54] capturaron 85.800.000 toneladas (84.400.000 toneladas largas ; 94.600.000 toneladas cortas ) de pescado y marisco ese año. [55]
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Debido a que los barcos se construyen utilizando los principios de la arquitectura naval que requieren los mismos componentes estructurales, su clasificación se basa en su función, como lo sugieren Paulet y Presles, [56] que requiere la modificación de los componentes. Las categorías aceptadas en general por los arquitectos navales son: [57]
Algunos de ellos se analizan en las siguientes secciones.
El transporte de agua dulce puede realizarse en lagos, ríos y canales. Los barcos diseñados para esos cuerpos de agua pueden estar especialmente adaptados a los anchos y profundidades de vías fluviales específicas. Algunos ejemplos de vías fluviales de agua dulce que son navegables en parte por grandes embarcaciones incluyen los ríos Danubio , Misisipi , Rin , Yangtze y Amazonas , y los Grandes Lagos .
Los cargueros lacustres , también llamados lakers, son buques de carga que navegan por los Grandes Lagos . El más conocido es el SS Edmund Fitzgerald , el último gran buque que naufragó en los Lagos. Estos buques se denominan tradicionalmente barcos, no barcos. Los barcos que visitan el océano se denominan "salties". Debido a su manga adicional , nunca se ven salados muy grandes en el interior de la vía marítima del San Lorenzo . Debido a que la más pequeña de las esclusas Soo es más grande que cualquier esclusa de la vía marítima, los salados que pueden pasar por la vía marítima pueden viajar por cualquier parte de los Grandes Lagos. Debido a su mayor calado, los salados pueden aceptar cargas parciales en los Grandes Lagos, "llenando" cuando han salido de la vía marítima. De manera similar, los lakers más grandes están confinados a los Lagos Superiores ( Superior , Michigan , Huron , Erie ) porque son demasiado grandes para usar las esclusas de la vía marítima, comenzando en el Canal Welland que evita el río Niágara .
Como los lagos de agua dulce son menos corrosivos para los barcos que el agua salada de los océanos, los barcos de lago tienden a durar mucho más que los cargueros oceánicos. No es raro encontrar barcos de lago de más de 50 años y, en 2005, todos tenían más de 20 años. [58]
El SS St. Marys Challenger , construido en 1906 como William P Snyder , fue el barco de carga más antiguo que aún operaba en los lagos hasta su conversión en barcaza a partir de 2013. De manera similar, el EM Ford , construido en 1898 como Presque Isle , navegaba por los lagos 98 años después, en 1996. En 2007, el EM Ford todavía estaba a flote como buque de transferencia estacionario en un silo de cemento junto al río en Saginaw, Michigan .
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Los buques mercantes son barcos utilizados con fines comerciales y se pueden dividir en cuatro grandes categorías: buques pesqueros , buques de carga , buques de pasajeros y buques para fines especiales. [59] La revisión de la UNCTAD sobre el transporte marítimo clasifica los barcos como: petroleros, graneleros (y combinados), buques de carga general, portacontenedores y "otros buques", que incluyen " transportadores de gas licuado de petróleo , transportadores de gas natural licuado , petroleros (químicos), petroleros especializados, frigoríficos , suministros en alta mar, remolcadores, dragas , cruceros , transbordadores y otros no cargueros". Los buques de carga general incluyen "buques multipropósito y de proyecto y carga rodada". [1]
Los buques comerciales modernos suelen estar propulsados por una sola hélice impulsada por un motor diésel o, con menos frecuencia, por una turbina de gas . [60] pero hasta mediados del siglo XIX estaban predominantemente aparejados con velas cuadradas. Los buques más rápidos pueden utilizar motores de chorro de bomba . [ cita requerida ] La mayoría de los buques comerciales tienen formas de casco completo para maximizar la capacidad de carga. [ cita requerida ] Los cascos suelen estar hechos de acero, aunque se puede utilizar aluminio en embarcaciones más rápidas y fibra de vidrio en los buques de servicio más pequeños. [ cita requerida ] Los buques comerciales generalmente tienen una tripulación encabezada por un capitán de barco , con oficiales de cubierta y oficiales de máquinas en buques más grandes. Los buques de propósito especial a menudo tienen tripulación especializada si es necesario, por ejemplo, científicos a bordo de buques de investigación .
Los barcos pesqueros son generalmente pequeños, a menudo de poco más de 30 metros (98 pies) pero hasta 100 metros (330 pies) para un gran barco atunero o ballenero . A bordo de un barco procesador de pescado , la captura puede prepararse para el mercado y venderse más rápidamente una vez que el barco llega al puerto. Los barcos para fines especiales tienen aparejos especiales. Por ejemplo, los arrastreros tienen cabrestantes y brazos, los arrastreros de popa tienen una rampa trasera y los atuneros cerqueros tienen esquifes. En 2004, se capturaron 85.800.000 toneladas (84.400.000 toneladas largas ; 94.600.000 toneladas cortas ) de peces en la pesquería de captura marina. [61] La anchoveta representó la captura individual más grande con 10.700.000 toneladas (10.500.000 toneladas largas; 11.800.000 toneladas cortas). [61] Ese año, las diez principales especies de captura marina también incluyeron abadejo de Alaska , bacaladilla , atún listado , arenque del Atlántico , caballa , anchoa japonesa , jurel chileno , sable de cabeza grande y atún de aleta amarilla . [61] Otras especies, como salmón , camarón , langosta , almejas , calamares y cangrejos , también se pescan comercialmente. Los pescadores comerciales modernos utilizan muchos métodos. Uno es la pesca con redes , como cerco , red de playa, redes de elevación, redes de enmalle o redes de enredo. Otro es el arrastre , incluido el arrastre de fondo . Los anzuelos y las líneas se utilizan en métodos como la pesca con palangre y la pesca con línea de mano . Otro método es el uso de trampas de pesca .
Los buques de carga transportan carga seca y líquida. La carga seca puede transportarse a granel mediante graneleros , empacarse directamente en un buque de carga general en carga fraccionada, empacarse en contenedores intermodales como a bordo de un buque portacontenedores o transportarse a bordo como en buques de carga rodada . La carga líquida generalmente se transporta a granel a bordo de buques cisterna, como los petroleros que pueden transportar tanto crudo como productos terminados de petróleo, los buques cisterna químicos que también pueden transportar aceites vegetales distintos de productos químicos y los transportadores de gas , aunque los envíos más pequeños pueden transportarse en buques portacontenedores en contenedores cisterna . [62]
Los barcos de pasajeros varían en tamaño desde pequeños transbordadores fluviales hasta cruceros muy grandes . Este tipo de embarcación incluye transbordadores , que trasladan pasajeros y vehículos en viajes cortos; transatlánticos , que llevan pasajeros de un lugar a otro; y cruceros , que transportan pasajeros en viajes realizados por placer, visitando varios lugares y con actividades de ocio a bordo, a menudo devolviéndolos al puerto de embarque. Los barcos fluviales y los transbordadores interiores están especialmente diseñados para transportar pasajeros, carga o ambos en el desafiante entorno fluvial. Los ríos presentan peligros especiales para los barcos. Por lo general, tienen flujos de agua variables que alternativamente conducen a flujos de agua de alta velocidad o peligros de rocas salientes. Los patrones cambiantes de sedimentación pueden causar la aparición repentina de aguas poco profundas, y a menudo los troncos y árboles flotantes o hundidos (llamados obstáculos) pueden poner en peligro los cascos y la propulsión de los barcos fluviales. Los barcos fluviales son generalmente de poco calado, de manga ancha y de planta más bien cuadrada, con un francobordo bajo y costados superiores altos. Los barcos fluviales pueden sobrevivir con este tipo de configuración, ya que no tienen que soportar los fuertes vientos ni las grandes olas que se ven en los grandes lagos, mares u océanos.
Los buques pesqueros son un subconjunto de los buques comerciales, pero generalmente de tamaño pequeño y a menudo sujetos a diferentes regulaciones y clasificaciones. Pueden clasificarse según varios criterios: arquitectura, tipo de pez que capturan, método de pesca utilizado, origen geográfico y características técnicas como el aparejo. En 2004, la flota pesquera mundial estaba compuesta por unos 4 millones de buques. [53] De ellos, 1,3 millones eran buques con cubierta y áreas cerradas y el resto eran buques abiertos. [53] La mayoría de los buques con cubierta estaban mecanizados, pero dos tercios de los buques abiertos eran embarcaciones tradicionales propulsadas por velas y remos. [53] Más del 60% de todos los grandes buques pesqueros existentes [nota 1] se construyeron en Japón, Perú, la Federación de Rusia, España o los Estados Unidos de América. [63]
Un buque meteorológico era un barco estacionado en el océano como plataforma para observaciones meteorológicas de superficie y de altura para su uso en la predicción meteorológica marina . Las observaciones meteorológicas de superficie se realizaban cada hora y se producían cuatro lanzamientos de radiosonda al día. [64] También estaba destinado a ayudar en las operaciones de búsqueda y rescate y a apoyar los vuelos transatlánticos. [64] [65] Propuesto ya en 1927 por la comunidad de la aviación , [66] el establecimiento de buques meteorológicos resultó ser tan útil durante la Segunda Guerra Mundial que la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI) estableció una red mundial de buques meteorológicos en 1948, con 13 que serían suministrados por los Estados Unidos. [65] Este número finalmente se negoció hasta reducirse a nueve. [67]
Las tripulaciones de los barcos meteorológicos normalmente estaban en el mar durante tres semanas seguidas, regresando a puerto por períodos de 10 días. [64] Las observaciones de los barcos meteorológicos demostraron ser útiles en los estudios de viento y olas, ya que no evitaban los sistemas meteorológicos como otros barcos tendían a hacer por razones de seguridad. [68] También fueron útiles para monitorear tormentas en el mar, como ciclones tropicales . [69] La eliminación de un barco meteorológico se convirtió en un factor negativo en los pronósticos previos a la Gran Tormenta de 1987. [ 70] A partir de la década de 1970, su papel fue reemplazado en gran medida por boyas meteorológicas debido al costo significativo de los barcos. [71] El acuerdo del uso de barcos meteorológicos por parte de la comunidad internacional finalizó en 1990. El último barco meteorológico fue Polarfront , conocido como estación meteorológica M ("Mike"), que fue puesto fuera de servicio el 1 de enero de 2010. Las observaciones meteorológicas de los barcos continúan desde una flota de buques mercantes voluntarios en operación comercial de rutina.
Los buques de guerra se dividen en varios tipos : buques de guerra de superficie , submarinos y buques auxiliares .
Los buques de guerra modernos se dividen generalmente en siete categorías principales: portaaviones , cruceros , destructores , fragatas , corbetas , submarinos y buques de guerra anfibios . Las distinciones entre cruceros, destructores, fragatas y corbetas no están codificadas; el mismo buque puede describirse de forma diferente en diferentes armadas. Los acorazados se utilizaron durante la Segunda Guerra Mundial y ocasionalmente desde entonces (los últimos acorazados fueron eliminados del Registro de Buques Navales de los EE. UU. en marzo de 2006), pero se volvieron obsoletos por el uso de aviones embarcados y misiles guiados . [72]
La mayoría de los submarinos militares son submarinos de ataque o submarinos con misiles balísticos . Hasta el final de la Segunda Guerra Mundial, la función principal del submarino diésel/eléctrico era la guerra antibuque, la inserción y retirada de agentes encubiertos y fuerzas militares, y la recopilación de inteligencia. Con el desarrollo del torpedo autoguiado , mejores sistemas de sonar y propulsión nuclear , los submarinos también pudieron cazarse entre sí de manera efectiva. El desarrollo de misiles nucleares y de crucero lanzados desde submarinos les dio a los submarinos una capacidad sustancial y de largo alcance para atacar objetivos tanto terrestres como marítimos con una variedad de armas que iban desde municiones de racimo hasta armas nucleares .
La mayoría de las armadas también incluyen muchos tipos de buques de apoyo y auxiliares, como dragaminas , patrulleras , patrulleros de alta mar , buques de reabastecimiento y buques hospitales que son instalaciones designadas para tratamiento médico . [73]
Los buques de combate rápidos, como los cruceros y destructores, suelen tener cascos finos para maximizar la velocidad y la maniobrabilidad. [74] También suelen tener sistemas avanzados de comunicación y electrónica marina , así como armas.
Existen algunos componentes en los buques de cualquier tamaño y propósito. Todos los buques tienen una especie de casco. Todos los buques tienen algún tipo de propulsión, ya sea un mástil, un buey o un reactor nuclear. La mayoría de los buques tienen algún tipo de sistema de dirección. Otras características son comunes, pero no tan universales, como los compartimentos, las bodegas, una superestructura y equipos como anclas y cabrestantes.
Para que un barco flote, su peso debe ser menor que el del agua desplazada por el casco del barco. [75] Hay muchos tipos de cascos, desde troncos atados entre sí para formar una balsa hasta los cascos avanzados de los veleros de la Copa América . Un buque puede tener un solo casco (llamado diseño monocasco), dos en el caso de los catamaranes o tres en el caso de los trimaranes . Los buques con más de tres cascos son raros, pero se han realizado algunos experimentos con diseños como los pentamaranes. Los cascos múltiples generalmente son paralelos entre sí y están conectados por brazos rígidos.
Los cascos tienen varios elementos. La proa es la parte más delantera del casco. Muchos barcos tienen una proa bulbosa . La quilla está en la parte inferior del casco y se extiende por toda la longitud del barco. La parte trasera del casco se conoce como popa y muchos cascos tienen una parte posterior plana conocida como espejo de popa . Los apéndices comunes del casco incluyen hélices para la propulsión, timones para la dirección y estabilizadores para sofocar el movimiento de balanceo de un barco. Otras características del casco pueden estar relacionadas con el trabajo del buque, como los aparejos de pesca y las cúpulas del sonar .
Los cascos están sujetos a diversas restricciones hidrostáticas e hidrodinámicas. La restricción hidrostática clave es que debe ser capaz de soportar todo el peso de la embarcación y mantener la estabilidad incluso con un peso distribuido de forma desigual. Las restricciones hidrodinámicas incluyen la capacidad de soportar ondas de choque, colisiones con el clima y encallamientos.
Los barcos más antiguos y las embarcaciones de recreo suelen tener o han tenido cascos de madera. El acero se utiliza en la mayoría de los buques comerciales. El aluminio se utiliza con frecuencia en los buques rápidos y los materiales compuestos se encuentran a menudo en los veleros y las embarcaciones de recreo. Algunos barcos se han construido con cascos de hormigón .
Los sistemas de propulsión para barcos se dividen en tres categorías: propulsión humana, vela y propulsión mecánica. La propulsión humana incluye el remo , que se utilizaba incluso en las grandes galeras . La propulsión a vela generalmente consiste en una vela izada en un mástil erecto, sostenida por estays y mástiles y controlada por cuerdas. Los sistemas de vela fueron la forma dominante de propulsión hasta el siglo XIX. Ahora se utilizan generalmente para la recreación y la competición, aunque los sistemas de vela experimentales, como las turbovelas , las velas de rotor y las velas de ala, se han utilizado en buques modernos más grandes para ahorrar combustible.
Mechanical propulsion systems generally consist of a motor or engine turning a propeller, or less frequently, an impeller or wave propulsion fins. Steam engines were first used for this purpose, but have mostly been replaced by two-stroke or four-stroke diesel engines, outboard motors, and gas turbine engines on faster ships. Nuclear reactors producing steam are used to propel warships and icebreakers, and there have been attempts to use them to power commercial vessels (see NS Savannah).
In addition to traditional fixed and controllable pitch propellers there are many specialized variations, such as contra-rotating and nozzle-style propellers. Most vessels have a single propeller, but some large vessels may have up to four propellers supplemented with transverse thrusters for maneuvring at ports. The propeller is connected to the main engine via a propeller shaft and, in case of medium- and high-speed engines, a reduction gearbox. Some modern vessels have a diesel–electric powertrain in which the propeller is turned by an electric motor powered by the ship's generators.
As environmental sustainability becomes a paramount concern, the maritime industry is exploring cleaner propulsion technologies. Alternatives like LPG (Liquefied Petroleum Gas), ammonia, and hydrogen are emerging as viable options. LPG is already utilized as fuel for long-distance shipping,[76] offering a cleaner option with a lower carbon footprint. Meanwhile, hydrogen and ammonia technologies are in development stages for long-haul applications, promising even more significant reductions in emissions and a step closer to achieving carbon-neutral shipping.
For ships with independent propulsion systems for each side, such as manual oars or some paddles,[note 2] steering systems may not be necessary. In most designs, such as boats propelled by engines or sails, a steering system becomes necessary. The most common is a rudder, a submerged plane located at the rear of the hull. Rudders are rotated to generate a lateral force which turns the boat. Rudders can be rotated by a tiller, manual wheels, or electro-hydraulic systems. Autopilot systems combine mechanical rudders with navigation systems. Ducted propellers are sometimes used for steering.
Some propulsion systems are inherently steering systems. Examples include the outboard motor, the bow thruster, and the Z-drive.
Larger boats and ships generally have multiple decks and compartments. Separate berthings and heads are found on sailboats over about 25 feet (7.6 m). Fishing boats and cargo ships typically have one or more cargo holds. Most larger vessels have an engine room, a galley, and various compartments for work. Tanks are used to store fuel, engine oil, and fresh water. Ballast tanks are equipped to change a ship's trim and modify its stability.
Superstructures are found above the main deck. On sailboats, these are usually very low. On modern cargo ships, they are almost always located near the ship's stern. On passenger ships and warships, the superstructure generally extends far forward.
Shipboard equipment varies from ship to ship depending on such factors as the ship's era, design, area of operation, and purpose. Some types of equipment that are widely found include:[citation needed]
Ships float in the water at a level where mass of the displaced water equals the mass of the vessel, so that the downwards force of gravity equals the upward force of buoyancy. As a vessel is lowered into the water its weight remains constant but the corresponding weight of water displaced by its hull increases. If the vessel's mass is evenly distributed throughout, it floats evenly along its length and across its beam (width). A vessel's stability is considered in both this hydrostatic sense as well as a hydrodynamic sense, when subjected to movement, rolling and pitching, and the action of waves and wind. Stability problems can lead to excessive pitching and rolling, and eventually capsizing and sinking.[78]
The advance of a vessel through water is resisted by the water. This resistance can be broken down into several components, the main ones being the friction of the water on the hull and wave making resistance. To reduce resistance and therefore increase the speed for a given power, it is necessary to reduce the wetted surface and use submerged hull shapes that produce low amplitude waves. To do so, high-speed vessels are often more slender, with fewer or smaller appendages. The friction of the water is also reduced by regular maintenance of the hull to remove the sea creatures and algae that accumulate there. Antifouling paint is commonly used to assist in this. Advanced designs such as the bulbous bow assist in decreasing wave resistance.
A simple way of considering wave-making resistance is to look at the hull in relation to its wake. At speeds lower than the wave propagation speed, the wave rapidly dissipates to the sides. As the hull approaches the wave propagation speed, however, the wake at the bow begins to build up faster than it can dissipate, and so it grows in amplitude. Since the water is not able to "get out of the way of the hull fast enough", the hull, in essence, has to climb over or push through the bow wave. This results in an exponential increase in resistance with increasing speed.
This hull speed is found by the formula:
or, in metric units:
where L is the length of the waterline in feet or meters.
When the vessel exceeds a speed/length ratio of 0.94, it starts to outrun most of its bow wave, and the hull actually settles slightly in the water as it is now only supported by two wave peaks. As the vessel exceeds a speed/length ratio of 1.34, the hull speed, the wavelength is now longer than the hull, and the stern is no longer supported by the wake, causing the stern to squat, and the bow rise. The hull is now starting to climb its own bow wave, and resistance begins to increase at a very high rate. While it is possible to drive a displacement hull faster than a speed/length ratio of 1.34, it is prohibitively expensive to do so. Most large vessels operate at speed/length ratios well below that level, at speed/length ratios of under 1.0.
For large projects with adequate funding, hydrodynamic resistance can be tested experimentally in a hull testing pool or using tools of computational fluid dynamics.
Vessels are also subject to ocean surface waves and sea swell as well as effects of wind and weather. These movements can be stressful for passengers and equipment, and must be controlled if possible. The rolling movement can be controlled, to an extent, by ballasting or by devices such as fin stabilizers. Pitching movement is more difficult to limit and can be dangerous if the bow submerges in the waves, a phenomenon called pounding. Sometimes, ships must change course or speed to stop violent rolling or pitching.
A ship will pass through several stages during its career. The first is usually an initial contract to build the ship, the details of which can vary widely based on relationships between the shipowners, operators, designers and the shipyard. Then, the design phase carried out by a naval architect. Then the ship is constructed in a shipyard. After construction, the vessel is launched and goes into service. Ships end their careers in a number of ways, ranging from shipwrecks to service as a museum ship to the scrapyard.
A vessel's design starts with a specification, which a naval architect uses to create a project outline, assess required dimensions, and create a basic layout of spaces and a rough displacement. After this initial rough draft, the architect can create an initial hull design, a general profile and an initial overview of the ship's propulsion. At this stage, the designer can iterate on the ship's design, adding detail and refining the design at each stage.
The designer will typically produce an overall plan, a general specification describing the peculiarities of the vessel, and construction blueprints to be used at the building site. Designs for larger or more complex vessels may also include sail plans, electrical schematics, and plumbing and ventilation plans.
As environmental laws are becoming more strict, ship designers need to create their design in such a way that the ship, when it nears its end-of-term, can be disassembled or disposed easily and that waste is reduced to a minimum.
Ship construction takes place in a shipyard, and can last from a few months for a unit produced in series, to several years to reconstruct a wooden boat like the frigate Hermione, to more than 10 years for an aircraft carrier. During World War II, the need for cargo ships was so urgent that construction time for Liberty Ships went from initially eight months or longer, down to weeks or even days. Builders employed production line and prefabrication techniques such as those used in shipyards today.[79][80][81]
Hull materials and vessel size play a large part in determining the method of construction. The hull of a mass-produced fiberglass sailboat is constructed from a mold, while the steel hull of a cargo ship is made from large sections welded together as they are built.
Generally, construction starts with the hull, and on vessels over about 30 meters (98 ft), by the laying of the keel. This is done in a drydock or on land. Once the hull is assembled and painted, it is launched. The last stages, such as raising the superstructure and adding equipment and accommodation, can be done after the vessel is afloat.
Once completed, the vessel is delivered to the customer. Ship launching is often a ceremony of some significance, and is usually when the vessel is formally named. A typical small rowboat can cost under US$100, $1,000 for a small speedboat, tens of thousands of dollars for a cruising sailboat, and about $2,000,000 for a Vendée Globe class sailboat. A 25 meters (82 ft) trawler may cost $2.5 million, and a 1,000-person-capacity high-speed passenger ferry can cost in the neighborhood of $50 million. A ship's cost partly depends on its complexity: a small, general cargo ship will cost $20 million, a Panamax-sized bulk carrier around $35 million, a supertanker around $105 million and a large LNG carrier nearly $200 million. The most expensive ships generally are so because of the cost of embedded electronics: a Seawolf-class submarine costs around $2 billion, and an aircraft carrier goes for about $3.5 billion.
Ships undergo nearly constant maintenance during their career, whether they be underway, pierside, or in some cases, in periods of reduced operating status between charters or shipping seasons.
Most ships, however, require trips to special facilities such as a drydock at regular intervals. Tasks often done at drydock include removing biological growths on the hull, sandblasting and repainting the hull, and replacing sacrificial anodes used to protect submerged equipment from corrosion. Major repairs to the propulsion and steering systems as well as major electrical systems are also often performed at dry dock.
Some vessels that sustain major damage at sea may be repaired at a facility equipped for major repairs, such as a shipyard. Ships may also be converted for a new purpose: oil tankers are often converted into floating production storage and offloading units.
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Most ocean-going cargo ships have a life expectancy of between 20 and 30 years. A sailboat made of plywood or fiberglass can last between 30 and 40 years. Solid wooden ships can last much longer but require regular maintenance. Carefully maintained steel-hulled yachts can have a lifespan of over 100 years.
As ships age, forces such as corrosion, osmosis, and rotting compromise hull strength, and a vessel becomes too dangerous to sail. At this point, it can be scuttled at sea or scrapped by shipbreakers. Ships can also be used as museum ships, or expended to construct breakwaters or artificial reefs.
Many ships do not make it to the scrapyard, and are lost in fires, collisions, grounding, or sinking at sea. The Allies lost some 5,150 ships during World War II.[82]
One can measure ships in terms of length overall, length between perpendiculars, length of the ship at the waterline, beam (breadth), depth (distance between the crown of the weather deck and the top of the keelson), draft (distance between the highest waterline and the bottom of the ship) and tonnage. A number of different tonnage definitions exist and are used when describing merchant ships for the purpose of tolls, taxation, etc.
In Britain until Samuel Plimsoll's Merchant Shipping Act of 1876, ship-owners could load their vessels until their decks were almost awash, resulting in a dangerously unstable condition. Anyone who signed on to such a ship for a voyage and, upon realizing the danger, chose to leave the ship, could end up in jail. Plimsoll, a Member of Parliament, realised the problem and engaged some engineers to derive a fairly simple formula to determine the position of a line on the side of any specific ship's hull which, when it reached the surface of the water during loading of cargo, meant the ship had reached its maximum safe loading level. To this day, that mark, called the "Plimsoll mark", "freeboard mark" or "load line mark",[83] exists on ships' sides, and consists of a circle with a horizontal line through the centre. On the Great Lakes of North America the circle is replaced with a diamond. Because different types of water (summer, fresh, tropical fresh, winter north Atlantic) have different densities, subsequent regulations required painting a group of lines forward of the Plimsoll mark to indicate the safe depth (or freeboard above the surface) to which a specific ship could load in water of various densities. Hence the "ladder" of lines seen forward of the Plimsoll mark to this day. These are called the "load lines"[84] in the marine industry.
Ship pollution is the pollution of air and water by shipping. It is a problem that has been accelerating as trade has become increasingly globalized, posing an increasing threat to the world's oceans and waterways as globalization continues. It is expected that "shipping traffic to and from the United States is projected to double by 2020."[85] Because of increased traffic in ocean ports, pollution from ships also directly affects coastal areas. The pollution produced affects biodiversity, climate, food, and human health. However, the degree to which humans are polluting and how it affects the world is highly debated and has been a hot international topic for the past 30 years.
Oil spills have devastating effects on the environment. Crude oil contains polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) which are very difficult to clean up, and last for years in the sediment and marine environment.[87] Marine species constantly exposed to PAHs can exhibit developmental problems, susceptibility to disease, and abnormal reproductive cycles.
By the sheer amount of oil carried, modern oil tankers must be considered something of a threat to the environment. An oil tanker can carry 2 million barrels (318,000 m3) of crude oil, or 84,000,000 US gallons (69,940,000 imp gal; 318,000,000 L). This is more than six times the amount spilled in the widely known Exxon Valdez incident. In this spill, the ship ran aground and dumped 10,800,000 US gallons (8,993,000 imp gal; 40,880,000 L) of oil into the ocean in March 1989. Despite efforts of scientists, managers, and volunteers, over 400,000 seabirds, about 1,000 sea otters, and immense numbers of fish were killed.[87]
The International Tanker Owners Pollution Federation has researched 9,351 accidental spills since 1974.[88] According to this study, most spills result from routine operations such as loading cargo, discharging cargo, and taking on fuel oil.[88] 91% of the operational oil spills were small, resulting in less than 7 tons per spill.[88] Spills resulting from accidents like collisions, groundings, hull failures, and explosions are much larger, with 84% of these involving losses of over 700 tons.[88]
Following the Exxon Valdez spill, the United States passed the Oil Pollution Act of 1990 (OPA-90), which included a stipulation that all tankers entering its waters be double-hulled by 2015. Following the sinkings of Erika (1999) and Prestige (2002), the European Union passed its own stringent anti-pollution packages (known as Erika I, II, and III), which require all tankers entering its waters to be double-hulled by 2010. The Erika packages are controversial because they introduced the new legal concept of "serious negligence".[89]
When a large vessel such as a container ship or an oil tanker unloads cargo, seawater is pumped into other compartments in the hull to help stabilize and balance the ship. During loading, this ballast water is pumped out from these compartments.[90]
One of the problems with ballast water transfer is the transport of harmful organisms. Meinesz[91] believes that one of the worst cases of a single invasive species causing harm to an ecosystem can be attributed to a seemingly harmless planktonic organism . Mnemiopsis leidyi, a species of comb jelly that inhabits estuaries from the United States to the Valdés peninsula in Argentina along the Atlantic coast, has caused notable damage in the Black Sea. It was first introduced in 1982, and thought to have been transported to the Black Sea in a ship's ballast water. The population of the comb jelly shot up exponentially and, by 1988, it was wreaking havoc upon the local fishing industry. "The anchovy catch fell from 204,000 tonnes (225,000 short tons; 201,000 long tons) in 1984 to 200 tonnes (220 short tons; 197 long tons) in 1993; sprat from 24,600 tonnes (27,100 short tons; 24,200 long tons) in 1984 to 12,000 tonnes (13,200 short tons; 11,800 long tons) in 1993; horse mackerel from 4,000 tonnes (4,410 short tons; 3,940 long tons) in 1984 to zero in 1993."[91] Now that the comb jellies have exhausted the zooplankton, including fish larvae, their numbers have fallen dramatically, yet they continue to maintain a stranglehold on the ecosystem. Recently the comb jellies have been discovered in the Caspian Sea. Invasive species can take over once occupied areas, facilitate the spread of new diseases, introduce new genetic material, alter landscapes and jeopardize the ability of native species to obtain food. "On land and in the sea, invasive species are responsible for about 137 billion dollars in lost revenue and management costs in the U.S. each year."[87]
Ballast and bilge discharge from ships can also spread human pathogens and other harmful diseases and toxins potentially causing health issues for humans and marine life alike.[92] Discharges into coastal waters, along with other sources of marine pollution, have the potential to be toxic to marine plants, animals, and microorganisms, causing alterations such as changes in growth, disruption of hormone cycles, birth defects, suppression of the immune system, and disorders resulting in cancer, tumors, and genetic abnormalities or even death.[87]
Exhaust emissions from ships are considered to be a significant source of air pollution. "Seagoing vessels are responsible for an estimated 14 percent of emissions of nitrogen from fossil fuels and 16 percent of the emissions of sulfur from petroleum uses into the atmosphere."[87] In Europe ships make up a large percentage of the sulfur introduced to the air, "as much sulfur as all the cars, lorries and factories in Europe put together".[93] "By 2010, up to 40% of air pollution over land could come from ships."[93] Sulfur in the air creates acid rain which damages crops and buildings. When inhaled, sulfur is known to cause respiratory problems and increase the risk of a heart attack.[93]
Ship breaking or ship demolition is a type of ship disposal involving the breaking up of ships for scrap recycling, with the hulls being discarded in ship graveyards. Most ships have a lifespan of a few decades before there is so much wear that refitting and repair becomes uneconomical. Ship breaking allows materials from the ship, especially steel, to be reused.
In addition to steel and other useful materials, however, ships (particularly older vessels) can contain many substances that are banned or considered dangerous in developed countries. Asbestos and polychlorinated biphenyls (PCBs) are typical examples. Asbestos was used heavily in ship construction until it was finally banned in most of the developed world in the mid-1980s. Currently, the costs associated with removing asbestos, along with the potentially expensive insurance and health risks, have meant that ship-breaking in most developed countries is no longer economically viable. Removing the metal for scrap can potentially cost more than the scrap value of the metal itself. In most of the developing world, however, shipyards can operate without the risk of personal injury lawsuits or workers' health claims, meaning many of these shipyards may operate with high health risks. Furthermore, workers are paid very low rates with no overtime or other allowances. Protective equipment is sometimes absent or inadequate. Dangerous vapors and fumes from burning materials can be inhaled, and dusty asbestos-laden areas around such breakdown locations are commonplace.
Aside from the health of the yard workers, in recent years, ship breaking has also become an issue of major environmental concern. Many developing nations, in which ship breaking yards are located, have lax or no environmental law, enabling large quantities of highly toxic materials to escape into the environment and causing serious health problems among ship breakers, the local population and wildlife. Environmental campaign groups such as Greenpeace have made the issue a high priority for their campaigns.[94]
Model ships
Lists
Ship sizes
'Ship' means any vessel used for the carriage of goods by sea.
{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link){{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)Cabotage refers to navigation along the coastline
{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link){{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)