Mentre a Pisa si lavora alacremente per ampliare le strutture dell’arsenale cittadino, Cosimo I, anche con l’ausilio dei propri ambasciatori e di messi specificamente incaricati, si impegna per reperire tecnici esperti e maestranze specializzate nell’arte navale e di carpenteria, insieme a marinai e piloti abili e competenti, ma anche materiali e strumenti, oltre ad appositi aggiornamenti e relazioni sulle attività cantieristiche e marittime di realtà maggiormente rodate in merito, quali Genova e Venezia, per coglierne spunti e modalità.
Di fatto, per la realizzazione del progetto mediceo di assurgere al grado di potenza mediterranea, era imprescindibile provvedere alla formazione di un gruppo professionale in grado di rispondere alle esigenze.
Si trattò allora di importare un patrimonio di conoscenze, tecniche ed abilità professionali – moderne ed adeguate alle nuove esigenze della scienza navale - delle quali non si aveva traccia nella Toscana dell’epoca.

La mancanza di marinai esperti e la scarsa propensione della classe dirigente toscana, e pisana in particolare, alle attività marinaresche, costituì una difficoltà costante per la realizzazione dei progetti medicei.
Il problema di disporre di abili tecnici e personale specializzato non riguardava solo le tecniche cantieristiche, un mestiere che si tramandava di padre in figlio in grande segretezza, ma anche quelle della navigazione, e questo sarà uno dei problemi più gravi che si ripresenterà per tutta la storia marittima del granducato di Toscana.

Fin dal 1548 si dispose il reclutamento presso l’arsenale pisano dei più idonei degli orfanelli dell’Ospedale degli Innocenti di Firenze al fine di far loro acquisire il mestiere dai maestri calafati e costituire così un primo nucleo di lavoratori specializzati toscani. In realtà il tentativo fallì, perché le maestranze dell’arsenale, anche dopo molti anni, furono sempre composte per la stragrande maggioranza di personale proveniente da Venezia e Genova, da Napoli e Messina. Per altro, tutti i lavori attuati sotto Cosimo I, compresi quelli per la costruzione dell’arsenale, si realizzarono con investimenti esigui, impiegando quasi esclusivamente mano d’opera coatta, utilizzando soldati, guastatori (un corpo di 12.000 contadini reclutati anche in tempo di pace), forzati cristiani e molti schiavi.
Il ricorso a manodopera non libera permetteva infatti di risparmiare notevolmente sui costi. Sulla base della documentazione reperita si appura come le maestranze salariate fossero pagate in moneta d’oro: tale esigenza si spiega non solo con l’opportunità di garantirsi uno stipendio al sicuro dalle speculazioni – lasciando intuire il potere contrattuale di questa categoria – ma soprattutto rispondente all’esigenza di avere un compenso economico valido ovunque, necessità evidente dato il carattere migratorio di questi lavoratori.

Dai documenti d’archivio apprendiamo che nel periodo tra il 1562 e il 1587 oltre 400 operai di varie nazionalità lavorarono per allestire galere, galeazze, galeotte e navi da trasporto. In particolare, dai rapporti del commissario generale delle galere al granduca, del 1598, si denuncia un numero sproporzionato di maestranze e lavoranti impiegati, dei quali si dà un preciso elenco, tra i quali spiccano 16 maestri d’ascia, 8 maestri calafati, tutti con propri garzoni, oltre ai legnaioli ed ai segatori.
Queste categorie professionali ricevevano uno stipendio piuttosto alto, certamente superiore alla media (tale da acquistare circa dieci volte la quantità di grano necessaria al sostentamento di una persona), e ancor di più percepivano i “maestri” (mano d’opera altamente specializzata) e alcuni funzionari quali il provveditore, lo scrivano e il camarlengo, addetti all’amministrazione. In media, una galera poteva essere realizzata in due mesi e mezzo.
Dopo la progressiva riduzione della guerra permanente contro i Turchi, soprattutto a seguito della battaglia di Lepanto del 1571, anche la flotta toscana venne ridotta e le sei galere rimaste furono ricoverate nell’arsenale pisano.

Tra quanti tecnici ed esperti carpentieri misero le proprie abilità al servizio della Marina toscana, occorre ricordare sir Robert Dudley, nominato dal granduca Cosimo II, nella prima metà del XVII secolo, direttore degli arsenali pisani, oltre che di Livorno e Portoferraio. Il Dudley infatti, celebre anche per il suo prezioso contributo alla cartografia nautica dell’epoca, ideò un nuovo tipo di vascello a propulsione mista, che faceva affidamento sia sulle vele che sulla spinta dei remi, nell’intenzione di sommare i vantaggi di entrambi i sistemi.
Nacque così la “galerata”, dotata di una alberatura ordinaria e di 25 banchi di rematori, una macchina da guerra fornita per altro di ben 60 pezzi d’artiglieria. Il vascello venne realizzato in alcuni esemplari, ma si dimostrò un insuccesso sotto tutti i punti di vista.