viernes, 20 de enero de 2012

La construcción del Titanic

Falta poco para que se cumpla el centenario del viaje inaugural del Titanic. A continuación se puede ver algo de como fue construido en los astilleros de Harland and Wolff, en Belfast (Irlanda del Norte).

Fotografía obtenida a primeros de Marzo de 1912. El “Olympic” (izquierda) ha vuelto al astillero de Belfast para reparar una hélice rota y posa junto a su gemelo el “Titanic” (derecha), todavía en construcción.

La orden de construcción del Titanic fue dada oficialmente por la compañía White Star Line (Con base en Liverpool) el 30 de abril de 1907. La construcción comenzó en la primavera de 1909, y su quilla fue puesta el 31 de marzo en los astilleros Harland and Wolff en Belfast, Irlanda. Recibió el número de crucero 401, su número de construcción fue el 131.428, y el número de casco fue el 390.904. Era de la clase "Olympic" (Su barco gemelo fue el "Olympic") y fue construido como un barco velero aparejado.

Tres mil hombres trabajaron durante dos años para completar el mayor objeto en movimiento del mundo. Cada una de las máquinas de vapor del Titanic eran del tamaño de una casa de 3 pisos. Pesaba 60.000 toneladas y su longitud era equivalente a la de cuatro manzanas de edificios de una ciudad (269 metros). Su altura desde el puente hasta la quilla era igual a la de un edificio de diez pisos (53 metros de puntal y 10,5 metros de calado, su manga era de 28 metros). Dos trabajadores perdieron la vida en accidentes durante la construcción del Titanic, lo que en realidad era un buen historial de seguridad en comparación con muchos otros en esta época. Toda esta actividad generó una leyenda urbana según la cual un trabajador había quedado para siempre encerrado, por descuido, entre las chapas del doble casco.

Su coste total en 1912 era aproximadamente de 7,5 millones de dólares de la época. Para la construcción del Olympic y el Titanic se levantó un enorme andamio de acero en 1908 sobre las dos nuevas gradas. El andamiaje estaba equipado con un sistema de grúas además de cuatro ascensores eléctricos. La estructura completa pesaba casi 6.000 toneladas, con una altura de 65 metros hasta la parte superior de la grúa más alta, y fue suministrado por Sir William Arrol & Co. de Glasgow.

El 31 de mayo de 1911 el Titanic fue botado en el Mar de Irlanda desde el número 3 del dique seco Thompson en Queens, para el montaje final. Después de lubricar la rampa de deslizamiento con grasa de ferrocarril y 23 toneladas de sebo y jabón suave, se accionaron unos detonadores y el Titanic llegó al agua 62 segundos más tarde. Se había comprado una grúa flotante de 200 toneladas para completar el montaje de algunos elementos. Sobre el casco se instalaron las cuatro chimeneas de 6,7 metros de diámetro y 19 metros de altura. Por encima de las chimeneas se situaron los cables de la antena para la radio del telégrafo, apoyados en dos mástiles situados en la proa y la popa de la nave.

Para unir las planchas de hierro de una pulgada de espesor y unas dimensiones de 90 Cm por 4,8 metros y un peso de 3 toneladas, para formar el doble casco del Titanic, se utilizaron 3 millones de remaches, con un peso total de 1.200 toneladas.

El casco estaba diseñado con 16 compartimentos estancos (En altura), divididos por 15 mamparos (De chapa de acero de un espesor de media pulgada) también estancos, que se podían cerrar con puertas correderas a mano o eléctricamente a distancia.

Un sistema automático detectaba la presencia de agua mediante un flotador en la parte alta de la cubierta correspondiente y también podía accionar el cierre de las puertas, ante un fallo del suministro eléctrico, ya que estas estaban retenidas en su posición abierta mediante potentes electroimanes, pudiéndose cerrar en 25 segundos.

El timón de 101 toneladas se forjó en 6 piezas por separado. Cada una de las anclas del Titanic, de un peso de 15 toneladas, se transportó a través de Belfast hasta llegar al astillero en un carro de dos ejes tirado por 20 caballos.

Remachadora hidráulica trabajando en la quilla.

Desde el descubrimiento de los restos del naufragio en 1985, los investigadores han sido capaces de recuperar cientos de objetos y someterlos a los modernos análisis forenses. Dos de estos investigadores, expertos metalúrgicos, Jennifer Hooper McCarty y Tim Foecke, han escrito un libro acerca de sus descubrimientos. Lo que realmente hundió al Titanic fue un cúmulo de circunstancias, entre las que se encuentra la mala calidad de los remaches utilizados.

Usando elementos estructurales de la nave y muestras de acero de los restos submarinos del Titanic, el equipo de arquitectos navales y metalúrgicos estudió las características de estos materiales. Las pruebas iniciales revelaron que el acero utilizado para fabricar las planchas del casco pasaban perfectamente los estándares exigidos en la época de construcción. El equipo de investigación centro su estudio, posteriormente, en los remaches que se utilizaron para unir las planchas de acero. Los investigadores encontraron que los remaches no eran de acero de gran resitencia. Los remaches se fabricaron a partir de materiales diversos, algunos de piezas de hierro forjado de diversas procedencias y otros de acero, con lo cual se usaron algunos remaches de poca resistencia. Dada la gran cantidad de remaches necesarios se utilizó todo tipo de hierro forjado, sin verificar suficientemente la calidad. En algunas muestras estudiadas de remaches recuperados del Titanic se encontraron restos de escorias entre la masa de metal.

Con unos remaches resistentes el casco del Titanic podría haber resistido un impacto de localizado de 6.350 Kg. Los ingenieros navales construyeron una replica de la estructura y los remaches del Titanic que en las pruebas se rompió con un impacto de 3.200 Kg.

Además de razones económicas, no se utilizaron todos los remaches de acero, debido a que estos habían de ser remachados con las máquinas remachadoras hidráulicas en forma de "U", que tenían 1,9 metros de altura, lo que hacia trabajoso su colocación a ambos lados de la placa a remachar. Durante este proceso, el remache, con una forma muy similar a la de un gran clavo de cabeza redonda, se insertaba caliente en el agujero a través de la superposición de las dos placas del casco y se comprimía entre las fauces de la remachadora. Esta compresión daba forma a la segunda cabeza del remache, que al enfriarse se contraía comprimiendo aun más las dos placas de acero del casco, resultando una unión estanca.

El problema era que no había suficiente espacio en la proa y la popa para manejar la remachadora hidráulica. Así que los constructores recurrieron en esas zonas a los remaches de hierro forjado remachados a mano.

Cuando el Titanic inició su viaje inaugural el 10 de abril de 1912, las planchas de la proa del casco estaban unidas mediante remaches de hierro forjado. El hierro en sí probablemente nunca había sido sometido a pruebas de calidad sistemáticas, y las pruebas de calidad consistían en el trabajo de un inspector, que con un golpe de martillo sobre los remaches y escuchando el ruido que hacía, detectaba los remaches sueltos, no los defectos del hierro forjado.

Mientras que incluso los remaches de baja calidad pueden soportar el esfuerzo ejercido por las planchas al separarse hacia los lados, como pasa por ejemplo en un depósito de agua a presión o en el casco de un barco, algunas de las fuerzas producidas en el choque con el iceberg hicieron saltar las planchas del casco, arrancando las cabezas de los remaches, debido a los esfuerzos de tracción. Los investigadores encontraron que los remaches de hierro forjado con una cierta cantidad de inclusiones de escoria perdían sus cabezas mucho más fácilmente que los remaches de acero o los de hierro forjado de mejor calidad. Es significativo que en muchas de las placas de acero recuperadas de los restos del barco habían desaparecido por completo sus remaches. Por otra parte una vez que un remache en una fila falla, la tensión se concentra en los que se encuentran junto a él, produciéndose una rotura de remaches en cadena.

El iceberg rebotó sucesivamente a lo largo del costado del casco del buque, haciendo saltar los remaches, lo que provocó largas y estrechas grietas entre las planchas exteriores del casco. A la fragilidad de los remaches también contribuyeron las bajas temperaturas de las aguas heladas del Atlántico Norte.

Unidad de refrigeración J & E Hall.

El Titanic estaba equipado con cuatro generadores eléctricos de 400 kilovatios y 100 voltios. Estas dinamos se unían a una instalación formada por más de 200 kilómetros de cableado eléctrico, para alimentar a las 10.000 bombillas de la nave, entre otras cosas.

Esquema de la sala de máquinas del "Titanic".

Conjunto de motores.

Elementos del cigüeñal de las máquinas de vapor.

Las dos máquinas de vapor principales eran las mayores construidas hasta la fecha. Se trataba de máquinas de cuatro cilindros, de triple expansión, de doble acción y de tipo invertido. El diseño de estas máquinas permitía la inversión de giro del eje de la hélice sin necesidad de utilizar una combinación de engranajes para ello. El cigüeñal estaba diseñado para optimizar el empuje de cada cilindro, mientras que se minimizaban las vibraciones. La altura de cada motor era de 12 metros y disponía de cuatro cilindros, uno de alta presión, uno de presión intermedia, y dos de baja presión.

El vapor procedente de las calderas entra en el cilindro de alta presión, de 137 Cm de diámetro, a una presión de 15 atmósferas. Al ceder parte de su energía para arrastrar el pistón de alta presión, el vapor se expande y entra en el cilindro de media presión, de 137 Cm de diámetro, a una presión de 5,5 atmósferas. El vapor que sale del cilindro de media presión a una presión de 1,7 atmósferas entra en los dos cilindros de baja presión, que tienen un diámetro de 246 Cm.

La carrera de estos motores, es decir, la distancia vertical que recorre el pistón, era de 190 Cm y su velocidad máxima de 80 revoluciones por minuto, suficientes para mover las enormes hélices laterales de tres palas y 7 metros de diámetro.

Cada una de las dos máquinas de vapor pesaba unas 1.000 toneladas y proporcionaba 15.000 caballos de potencia para mover las dos hélices exteriores a una velocidad de 75 revoluciones por minuto. La turbina de vapor de baja presión funcionaba con vapor a 0,6 atmósferas de presión tenía una potencia de 16.000 caballos y movía la hélice central, de 5 metros de diámetro, a 165 revoluciones por minuto. La turbina Parsons, debido a la forma de sus rodetes, no permitía un giro reversible de la hélice de cuatro palas, para efectuar una marcha atrás del barco.

Estos motores permitían impulsar el Titanic a una velocidad de crucero de 21 nudos, ligeramente más lento que los grandes cruceros de la empresa Cunard (La competencia). Con los tres motores a su máxima potencia se obtenían 59.000 caballos, con lo que el buque podía navegar a 23 nudos. Para impulsar los motores se utilizaba el vapor de 29 calderas HUGE calentadas por 159 hogares de carbón (En cada extremo de la caldera había 3 hogares, lo que supone que 24 de estas calderas disponían de hogares en los dos extremos y 5 de ellas en uno solo). El humo de esto hogares escapaba por las tres primeras chimeneas, ya que la cuarta tenía solamente una función estética. A marcha normal se consumían 825 toneladas de carbón por día. A pesar del condensador utilizado para recuperar el vapor de escape, se necesitaban 63 metros cúbicos de nueva agua depurada al día para alimentar las calderas. En las carboneras del barco cabían 8.000 toneladas de carbón.

El vapor que salía de la turbina se hacía pasar por un condensador para volver a inyectarlo en forma de agua líquida en las calderas.

4 comentarios:

Cristóbal G. R. dijo...

Está muy bien la entrada, pero creo que la documentación utilizada puede contener errores. Una plancha de hierro (o acero) de 2,5x90x480 cm3 no tiene una masa de 3 toneladas, sino de 861 kg. En una botadura hay que utilizar grasa y jabón para que deslice sobre la grada, no si está en un dique seco. Hay otros datos que me chirrían, pero a pesar de eso, tengo que felicitarte porque el blog es muy intereante y merece la pena seguirlo.

Alpha dijo...

Me encanta esta entrada!
Y las fotos magníficas.

jordi cano dijo...

Interesante entrada, especialmente por alguna foto. Intentare aclarar algún concepto, posiblemente erróneo por la traducción. Hay otros aspectos que no comentare por no aburriros. Hemos entrecomillado para mayor aclaración. Se construye en grada de deslizamiento, previamente a la botadura se libran todos los picaderos quedando el casco retenido por la uña de retención, cuando se libra dicha cuña puede sonar como una detonación, pero no se dispone de "detonadores" en caso que no inicie el deslizamiento se ayuda con sendos cilindros hidráulicos, los invitados no se enteran de la operación. El casco se apoya en las anguilas de babor y estribor, una fija en el casco deslizante y la otra fija en la grada con grasa especial entre ambas, muy afectada por las condiciones climáticas. Una vez botado se amarra en el muelle de armamento (en nuestro caso se menciona la grúa flotante, evidentemente).Posteriormente entra en dique seco para eliminar los accesorios adosados al casco y carenas. Finalmente se procede a las pruebas de mar. No tiene "doble casco" , es un concepto relativamente moderno (dos cascos con espacio entre ambos)quizás no se hubiera hundido, lo que tiene son chapas dobles en alguna parte a solape o cubrejuntas remachadas en el mismo forro. Disponía de doble fondo (double bottom)muy efectivo en embarrancadas pero inoperable en grietas costado. "Disponía de "16 compartimientos estancos (En altura)", eufemismo, se conectaban por la parte alta, excepto el mamparo de colisión, en el peak de proa que llegaba hasta cubierta de francobordo. Se ha escrito mucho sobre el remachado, todavía recuerdo nuestra practica de ataque con acido en sección pulimentada de remache muestra para impronta contenido azufre y otras segregaciones (que viejo soy). Considerar disminución resiliencia de chapas forro y remaches en aguas reportadas muy frías. Me da escalofríos pensar en turbina de baja conectada directamente a eje hélice.No os aburro mas.


potenkhn dijo...

Estupendas referencias, al funcionamiento de los motores, y como se aprovechaba en aquella época toda la energía posible dentro de las limitaciones industriales y tecnológicas, mis felicitaciones.