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Para poder trazar las formas y definir las características principales de la nave se siguió seguido un largo proceso de investigación realizada por Ignacio Fernández Vial su diseñador y constructor, junto con la historiadora Guadalupe Fernández Morente que se ha basado en el análisis pormenorizado de cientos de documentos escritos, de una amplia iconografía y de algunos restos arqueológicos. De entre todos ellos han sido considerados válidos por aportar datos provechosos al fin que se perseguía los siguientes:
No existen planos de la Nao Victoria original, por tanto para su diseño se emplearon muchas horas de búsqueda, localización, análisis y estudio de las fuentes históricas existentes. Con este estudió se consiguió definir las formas, características principales y detalles constructivos de la nao Victoria de Juan Sebastián Elcano: el casco, su desplazamiento y formas, arqueo, dimensiones, arboladura, palos y vergas, jarcia firme y de labor, velas, pinzote y forro de la obra vida, equipamiento, los procedimientos de construcción y los materiales con que fue construida la nao Victoria.
Elementos estructurales: roble / Tablazón del forro: pino / Timón: roble / Palos y vergas: pino / Jarcia firme y de labor: cáñamo / Cabos de fondeo: esparto / Velas: lona de cáñamo / Motonería: encina y olivo / Anclas y herrajes: hierro / Clavazón: hierro / Calafateado: estopa de cáñamo / Tratamiento de la madera: betún, pez y sebo / Forrado obra viva: plomo / Lastre fijo: piedra con mortero / Lastre móvil: piedra menuda