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Submarinos

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¿Cómo funcionan los submarinos?

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 funciona un submarino y qué necesita para realizar sus funciones? Un submarino o barco pueden 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. Los hidroplanos están posicionados para que el agua se pueda desplazar por la popa (la parte trasera), lo que fuerza a la popa hacia arriba, por lo que el submarino está posicionado hacia abajo. Para mantener el nivel del submarino a cualquier profundidad, el submarino mantiene un equilibrio de aire y agua en los tanques, por lo que la densidad general es igual a las aguas que le rodean. Cuando el submarino llega a la profanidad deseada, los hidroplanos son nivelados para que el submarino navegue a ese nivel por el agua. Aparte de esto, el agua es también forzada en los tanques para mantener es nivel de profundidad. Algunos submarinos están equipados con un segundo motor de propulsión para ayudar en la navegación normal.

Cuando el submarino sube a la superficie, el aire comprimido fluye por unos conductos dentro de los tanques, y el agua es forzada fuera del submarino hasta que la densidad es menor que el agua de su entorno. De esta manera, el submarino emerge. Los hidroplanos son posicionados por lo que toda la estructura mira hacia arriba. En caso de una emergencia, los tanques pueden ser llenados rápidamente con aire presurizado para que el submarino se eleve a la superficie de forma muy rápida.

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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. El aire que respiramos está compuesto de cuatro gases, que son nitrógeno, oxígeno, argón y dióxido de carbono. Cuando respiramos, nuestro cuerpo consume el oxígeno y lo convierte en dióxido de carbono. El aire exhalado contiene casi un 5 por ciento de dióxido de carbono. Nuestros cuerpos no hacen nada con el argón o el nitrógeno. 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 liberadote forma continuada 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 caliente 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. El metal del submarino conduce el calor interno hacia las aguas que le rodean, por lo que el submarino debe ser calentado eléctricamente para mantener una temperatura adecuada para la tripulación. La energía eléctrica proviene de un reactor nuclear, un motor diesel o de baterías.

En la siguiente parte del artículo veremos un poco más de la fuente de energía de los submarinos. Para seguir leyendo el artículo pulsa aquí.

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