¿Qué diferencia hay entre calado de diseño, de escantillonado y francobordo?

Me gustaría saber la diferencia entre calado de diseño (proyecto), calado de escantillonado y calado de francobordo.

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El calado de diseño es el que tú eliges para tu buque, es decir, atendiendo a una serie de condicionantes, tú fijas tu calado de proyecto. Tales condiconantes pueden ser cuestiones hidrodinámicas, así, buques muy rápidos tendrán calados bajos, mientras que grandes petroleros tendrán un calado cercano al puntal de la cubierta resistente, con un francobordo muy pequeño. El calado de escantillonado es el calado ara el cual tú diseñas tu estructura, o, mejor dicho, tu maestra. Es decir, supones que cabe la posibilidad de que tu buque, a lo largo de su explotación, puede transportar una carga distinta a la que se diseño, de mod que si dicha carga es más pesada, el buque irá más sumergido (tendrá más calado) y deberá ser capaz de soportarlo. En grandes petroleros es pequeña la diferencia entre el calado de diseño y el de escantillonado, pues van cargados "hasta la bandera", pero por ejemplo, en mi proyecto fin de carrera (un buque roro), mi calado de diseño era de 5,9 m, mientas que el de escantillonado lo fijé en 7,2 m, para prever la posibilidad de navegar transportando trailers mucho más pesados que los de proyecto. Por último, el calado de francobordo es un porcentaje fijo (el 85%) del puntal mínimo de trazado. No tiene sentido físico, más se emplea para calcular el francobordo y sus correcciones.
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Quiero compartir lo que recuerdo de la carrera, no obstante puedo estar equivocado.

Como bien ha dicho "dsancho", el CALADO DE DISEÑO es el calado para el que "disenas" el buque. Es decir, el calado que has usado para realizar los cálculos de estabilidad, hidrodinámica, comportamiento en la mar, etc y que, por supuesto, TENDRÁ el buque EN SERVICIO.

El CALADO DE ESCANTILLONADO es el calado que se emplea para DISENAR la ESTRUCTURA RESISTENTE del buque (cuaderna maestra). Como se puede intuir, a mayor calado, mayor presión hidrostática sobre los refuerzos y planchas del casco, y por tanto, los escantillones (espesores, módulos resistentes, etc) deberán ser mayores. Este es el calado que deberás emplear al disenar tu maestra siguiendo la normativa de tu sociedad de clasificación, que es quien debe aprobar tu plano estructural.

Aquí es donde discrepo con "dsancho". Yo entiendo por CALADO DE FRANCOBORDO el calado correspondiente a la marca de francobordo de la que estemos hablando, por defecto la de verano. La intentar de esta marca, o mejor dicho, el francobordo mínimo que debe mantener un buque en navegación, viene definido por las reglas del Convenio Internacional de Líneas de Carga (google o link abajo). Este es función de varios factores, pero principalmente del TIPO y DIMENSIONES del buque. Lo esencial de este calado (calado = puntal - francobordo) es que viene IMPUESTO por la Administración del país firmante que abandere el buque por MOTIVOS DE SEGURIDAD EN LA MAR. En ingeniería naval el francobordo es entendido como una reserva de flotabilidad, por lo que a mayor francobordo, mayor seguridad ante una posible inundación de los compartimentos estancos.

El 85% del puntal mínimo de trazado que mencionas, "dsancho", entiendo que es un valor que se emplea para calcular el francobordo final por medio de las fórmulas del Convenio que tienen fundamento empírico, pero no se trata del calado de francobordo como tal.

Dicho esto, siempre se deberá cumplir que:

CALADO DE DISENO <= CALADO DE FRANCOBORDO <= CALADO DE ESCANTILLONADO

Esto se puede entender fácilmente, ya que no tendría sentido DISENAR un buque con un calado superior al que te permite la ADMINISTRACIÓN, ya que sumergirías el disco de plimsoll. En este caso no podrías navegar legalmente pues se consideraría una condición de carga INSEGURA para ese tipo de buque/zona de navegacion/estacion del ano.

Por otra parte, no tendría sentido tampoco DISENAR un buque con un calado superior al que te permite su ESTRUCTURA, pues se partiría.

Por ultimo, podría suceder que el calado que diese la ADMINISTRACIÓN fuera superior al de DISEÑO y/o ESCANTILLONADO. Sin embargo, como se menciona en el ANEXO I (REGLAS PARA DETERMINAR LAS LÍNEAS DE CARGA), CAPITULO I (GENERALIDADES) y Regla 1 (RESISTENCIA DEL CASCO) del citado Convenio:

"Las reglas suponen que la naturaleza y estiba de la carga, lastre, etc., son adecuadas para asegurar una estabilidad suficiente del buque y evitar esfuerzos estructurales excesivos. Las reglas suponen también que se han cumplido las prescripciones internacionales respecto a estabilidad y subdivisión, caso de que existan."

"La Administración deberá asegurarse de que la resistencia estructural general del casco es suficiente para el calado correspondiente al francobordo asignado. Los barcos cuya construcción y entretenimiento se lleven a cabo de acuerdo con las prescripciones de una sociedad de clasificación, reconocida por la Administración, podrá considerarse que poseen resistencia suficiente."

CALADO DE DISENO <= CALADO DE FRANCOBORDO <= CALADO DE ESCANTILLONADO

En un supuesto en el que la Administración o la sociedad de clasificación correspondiente no hiciera su trabajo, el barco podría LEGALMENTE cargar por encima del calado de ESCANTILLONADO (al estar el disco de plimsoll situado por encima de este), y partir again.

El problema creo que surge porque en el Convenio no existe una definición de "calado de francobordo" como tal, si no que se sobrentiende que es el calado CORRESPONDIENTE a la marca de francobordo a la que nos estemos refiriendo.

Efectivamente, si se quiere modificar el proyecto de un barco sin cambiar su estructura resistente, el calado de diseño solo se podrá aumentar hasta el calado de escantillonado, siempre y cuando se respete el francobordo mínimo.

http://www.sct.gob.mx/JURE/doc/139-lineas-carga-1966-1.pdf

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