Algunos Principios Científicos asociados a un Submarino.

Principio de Arquímides: Todo cuerpo sumergido en un fluido, experimenta un empuje equivalente al peso del volumen del fluido desalojado. Así un submarino bajo el agua sufre de dos fuerzas: su peso que tira para abajo y el empuje hacia arriba. A una profundidad determinada, ambas fuerzas se igualan y el cuerpo queda entre dos aguas. Cuando un submarino navega en superficie, presenta todo el volumen entre la línea de flotación y la vela en superficie y ha de pesar lo mismo que el agua que desaloja y para ello sus tanques de lastre suelen estar llenos de aire. Para descender, se llenan de agua, incrementando así el peso del submarino: al ser mayor el peso que el empuje, se sumerge. Para hacerlo bien el volumen del agua que entra en los tanques ha de ser el preciso para compensar el aumento de empuje provocado por la inmersión que la parte que quedaba fuera del agua (línea de flotación a vela).

Una vez sumergido tiene que equilibrar el peso y el empuje para estabilizarse a una profundidad determinada, regulando para ello el volumen de agua de los tanques de lastre. Para emerger, el submarino vacía los tanques de lastre inyectándoles aire comprimido haciendo que el empuje sea dominante sobre el peso y ascendiendo.

Densidad de las aguas por Temperatura: Un submarino que navegue del Ecuador hasta la Antártida se encontrará en su trayecto aguas de diferente densidad (cada vez más al ser más frías). Progresivamente, el volumen aumenta y la nave tiende a flotar. El empuje aumenta en l medida en que el agua tiene una mayor densidad. En el ecuador hay una importante diferencia de densidad entre las aguas superiores cálidas y las frías de profundidad. En los polos, la diferencia térmica entre el fondo y la superficie es menos acentuada. Las variaciones bruscas de temperatura se llaman Termoclinas, y cuando un submarino atraviesa una termoclina, se produce un rápido aumento del empuje y ha de incorporar un volumen de agua suficiente para compensarlo .

Densidad de las Aguas por Salinidad: Aunque de manera no tan marcada, la variación de salinidad también provoca variaciones en la densidad. En algunas zonas, como el estrecho de Gibraltar, hallamos a cierta profundidad una capa de mayor densidad, de tal manera que el submarino puede descender hasta esa capa y descansar encima. Si quiere entrar en ella habrá de incorporar considerables cantidades de agua en los tanques .

La Presión: Es la fuerza que se ejerce sobre un cuerpo por unidad de superficie. Teniendo en cuenta que el submarino se halla rodeado de agua y que sobre él hay una columna de agua con su correspondiente peso, a grandes profundidades, la elevada presión que soporta llega a comprimir ligeramente su casco resistente, provocando que su volumen disminuya y que se desplace menor cantidad de agua, disminuyendo el empuje, ganando el peso y empujando el submarino hacia el fondo. Para compensarlo se expulsa un volumen determinado de agua de los tanques.

El Peso: Durante un viaje, esta fuerza que nos impulsa hacia el centro de la Tierra y que equivale a la masa del submarino, va variando ya que el submarino consume combustible, alimentos, agua potable.... y para compensarlo, habrá de incorporar un peso de agua equivalente al peso perdido.

Resistencia del Fluido: Cualquier cuerpo que se desplace en un medio experimenta una fuerza contraria al movimiento. Esta fuerza se denomina Resistencia. Cuando un submarino navega en inmersión ha de ir abriéndose camino a través de las partículas del líquido, apartándolas. Este es el tipo elemental de resistencia por rozamiento, que una forma hidrodinámica ayuda a minimizar.

Nacho Padró