El Submarino

Los submarinos son unos dispositivos tecnológicos increíbles. Las mejoras e innovaciones en este tipo de aparatos no solo permiten a los marineros navegar por la superficie y por debajo del agua, sino incluso poder vivir durante meses o años sumergidos sin tener que salir fuera del agua. Se puede decir que el submarino es uno de los dispositivos en desarrollo más brillantes en la historia militar.

¿Cómo funcionan los submarinos?

Un submarino o barco puede flotar debido a que el peso del agua que desplazan, es igual al peso de la nave. Este desplazamiento de agua crea una fuerza hacia arriba que actúa en oposición a la gravedad, la cual arrastraría a la nave hacia abajo. Para poder controlar esto, el submarino tiene varios tanques que puede ser alternativamente llenados de agua o aire. Cuando el submarino está en la superficie, los tanques son llenados de aire y la densidad general del submarino es menor que el agua que le rodea. Según el submarino va navegando, los tanques son llenados de agua y el aire es expulsado de los tanques hasta que la densidad general es mayor que el agua que les rodea, y es cuando el submarino comienza a hundirse. Un suministro de aire comprimido es mantenido abordo para poder respirar y ser usado con los tanques de nuevo.

Aparte de esto, el submarino tiene partes móviles en forma de “alas” llamados hidroplanos, que ayudan controlar el ángulo de la navegación.

Hay tres problemas principales cuando se trata del entorno cerrado del submarino y como mantener vivos a los ocupantes que están dentro: Mantener la calidad del aire, mantener un suministro de agua potable y mantener la temperatura.

Un submarino es como un contenedor sellado que contiene personas y un suministro limitado de aire. Tienen que ocurrir tres cosas para tener un submarino en el que se pueda respirar:

El oxígeno debe ser repuesto según se está consumiendo. Si el porcentaje de oxígeno en el aire baja mucho, la persona se puede sofocar.

El dióxido de carbono debe ser retirado del aire. Según la concentración de dióxido de carbono sube, se convierte en una toxina.

La humedad que exhalamos en nuestra respiración también debe ser retirada.

El oxígeno es suministrado de los tanques presurizados o de un generador de oxígeno (el cual puede formar oxígeno de la electrolisis del agua). El oxígeno es liberado de forma continua por un sistema informatizado que verifica el porcentaje de oxígeno en el aire. Otras reacciones similares pueden realizar la misma tarea. La humedad puede ser eliminada con un deshumidificador o mediante productos químicos. Esto previene que se condense en las paredes y el equipamiento de la nave.

La mayoría de los submarinos tiene un equipo que puede convertir el agua de mar en agua potable. Este equipo de destilación calienta el agua de mar para producir agua evaporada, lo cual retira la sal. Entonces el agua de vapor es enfriada en un tanque para tal fin. La planta de destilación en algunos submarinos puede producir hasta 150 mil litros de agua potable al día. El agua es utilizada principalmente para refrigerar los equipos electrónicos (ordenadores y equipo de navegación) y para mantener a la tripulación (beber, cocinar e higiene personal). Por otro lado, mantener la temperatura es importante ya que la temperatura en el océano es de unos 5 grados.

La Navegación en un Submarino

La luz no penetra muy dentro del océano, por lo que los submarinos tienen que navegar a través del agua virtualmente a ciegas. Sin embargo, los submarinos están equipados con paneles de navegación y equipamiento muy sofisticado para poder navegar sin problemas. Cuando está en la superficie, un sistema GPS determina de forma precisa la latitud y la longitud, pero este sistema no funciona si el submarino está sumergido. Debajo del agua, el submarino usa un sistema de guía inercial que hace un seguimiento del movimiento de la nave desde un punto de comienzo usando giroscopios. Este tipo de sistema es preciso durante un número de horas y debe ser vuelto a realinear con otros sistemas de navegación, como pueden ser satélites, GPS, radares o radio. Con este sistema, un submarino puede navegar por debajo del agua sin tener que preocuparse de chocar con algo.

Para localizar un objetivo, un submarino usa un sonar activo y pasivo, que es básicamente un sistema de navegación por sonido. Los sonares activos emiten pulsos de sonido que viajan por el agua, se reflejan en el objetivo y vuelven a la nave. Conociendo la velocidad del sonido en el agua y el tiempo que tarda la onda de sonido en ir y volver desde el objetivo, los ordenadores pueden calcular rápidamente la distancia entre el submarino y dicho objetivo. Los sonares pasivos, escuchan los sonidos que genera el objetivo.

Sistema de Navegación Inercial

Un sistema de navegación inercial, INS por sus siglas en inglés (Inertial Navigation System), es un sistema de ayuda a la navegación que usa un computador, sensores de movimiento “acelerómetros” y sensores de rotación “giróscopos” para calcular continuamente la posición, orientación, y velocidad (dirección y rapidez de movimiento) de un objeto en movimiento sin necesidad de referencias externas. Es usado en vehículos como barcos, aeronaves, submarinos, misiles, y naves espaciales.